Прорывная симуляция при помощи ИИ помогла учесть эволюцию звёзд всего Млечного Пути

Млечный Путь содержит более 100 миллиардов звёзд, каждая из которых проходит свой собственный эволюционный путь через рождение, жизнь и смерть — иногда насильственную.

На протяжении десятилетий астрофизики мечтали создать полную симуляцию нашей галактики, цифровой двойник, который мог бы проверить теории о том, как формируются и эволюционируют галактики. Эта мечта всегда разбивалась об ограничения вычислительных возможностей.

Но теперь исследователи под руководством Кейи Хирашимы из Центра междисциплинарных теоретических и математических наук RIKEN достигли того, что казалось недостижимым: моделирования, представляющего каждую из этих 100 миллиардов звёзд на протяжении 10 000 лет галактического времени.

Прорыв произошёл благодаря неожиданному союзу искусственного интеллекта и традиционных физических моделей, представленных на конференции Supercomputing Conference в этом году.

Проблема заключалась не только в масштабе, хотя цифры и поражают воображение.

Предыдущие современные модели галактик могли обрабатывать примерно один миллиард масс Солнца, что означает, что их самая маленькая «частица» представляла собой скопление из примерно 100 звёзд.

Отдельные звёздные события усреднялись и терялись в шуме. Чтобы зафиксировать то, что происходит с отдельными звёздами, необходимо делать крошечные временные шаги в моделировании, достаточно короткие, чтобы уловить быстрые изменения, такие как взрывы сверхновых.

Но меньшие временные шаги требуют экспоненциально большей вычислительной мощности. Использование традиционных методов для моделирования Млечного Пути с разрешением отдельных звёзд потребовало бы 315 часов работы суперкомпьютера на каждый миллион лет эволюции галактики. Моделирование даже одного миллиарда лет потребовало бы 36 лет