Folosind puțină magie de învățare automată, oamenii de știință pot modela acum universuri vaste și complexe într-o mie din timpul necesar metodelor convenționale. Noua abordare va ajuta la deschiderea unei noi ere a simulărilor cosmologice de înaltă rezoluție.
Noua metodă, dezvoltată de Yin Li, un astrofizician la Institutul Flatiron din New York, și colegii săi, oferă un algoritm de învățare automată cu modele atât de joasă, cât și de înaltă rezoluție ale unei regiuni mici din spațiu. Algoritmul învață cum să scalați modelele cu rezoluție joasă pentru a se potrivi cu detaliile găsite în versiunile de înaltă rezoluție. Odată antrenat, codul poate lua modele la scară completă, cu rezoluție scăzută și poate genera simulări de rezoluție ultra-înaltă care conțin de 512 ori mai multe particule.
Această scalare oferă economii semnificative de timp. Pentru o regiune a Universului cu o lungime de aproximativ 500 de milioane de ani lumină și care conține 134 de milioane de particule, metodele existente necesită 560 de ore pentru a finaliza o simulare de înaltă rezoluție folosind un singur nucleu de procesare. Oamenii de știință spun că, cu noua abordare, durează doar 36 de minute. Rezultatele au fost și mai impresionante când au fost adăugate mai multe particule la simulare. Pentru univers, care este de 1000 de ori mai mare și conține 134 de miliarde de particule, noua metodă a cercetătorilor a durat 16 ore pe un singur GPU.
Interesant de asemenea:
- Au fost recreate primele particule din univers. Alertă spoiler: arată ciudat
- Un nou studiu ridică îndoieli cu privire la compoziția a 70% din universul nostru
Potrivit experților, reducerea timpului necesar efectuării simulărilor cosmologice „poate asigura progrese semnificative în cosmologia numerică și astrofizică. Simulările cosmologice urmăresc istoria universului până la formarea tuturor galaxiilor și a găurilor lor negre.”
Până acum, noile modele iau în considerare doar materia întunecată și gravitația. Deși aceasta poate părea o simplificare excesivă, gravitația este cu siguranță forța dominantă în univers la scară largă, iar materia întunecată reprezintă 85% din toată „materia” din cosmos. Particulele din simulare nu sunt particule literale de materie întunecată, ci sunt folosite în schimb ca urmăritori pentru a arăta cum se mișcă particulele de materie întunecată prin univers.
Simularea nu surprinde totul, deoarece se concentrează doar pe materia întunecată și gravitație, fenomenele la scară mică precum formarea stelelor, supernovele și efectele găurilor negre nu sunt luate în considerare. Cercetătorii intenționează să-și extindă metodele pentru a include forțele responsabile pentru astfel de fenomene și să-și conducă rețelele neuronale din zbor alături de simulări convenționale pentru a îmbunătăți acuratețea.
Citeste si: