Koristeći malo magije mašinskog učenja, naučnici sada mogu da modeliraju ogromne i složene univerzume u hiljaditom delu vremena koje je potrebno konvencionalnim metodama. Novi pristup će pomoći u otvaranju nove ere kosmoloških simulacija visoke rezolucije.
Nova metoda, koju su razvili Jin Li, astrofizičar sa Flatiron instituta u Njujorku, i njegove kolege, obezbeđuje algoritam mašinskog učenja sa modelima male i visoke rezolucije male oblasti prostora. Algoritam uči kako skalirati modele niske rezolucije kako bi odgovarali detaljima koji se nalaze u verzijama visoke rezolucije. Jednom obučen, kod može uzeti modele u punoj skali, niske rezolucije i generirati simulacije ultra visoke rezolucije koje sadrže 512 puta više čestica.
Ovo skaliranje omogućava značajnu uštedu vremena. Za područje svemira od otprilike 500 miliona svjetlosnih godina u prečniku, koje sadrži 134 miliona čestica, postojećim metodama potrebno je 560 sati da završe simulaciju visoke rezolucije koristeći jedno jezgro za obradu. Naučnici kažu da je s novim pristupom potrebno samo 36 minuta. Rezultati su bili još impresivniji kada je u simulaciju dodano više čestica. Za svemir, koji je 1000 puta veći i koji sadrži 134 milijarde čestica, nova metoda istraživača trajala je 16 sati na jednom GPU-u.
Također zanimljivo:
- Prve čestice u svemiru su ponovo stvorene. Upozorenje na spojler: izgledaju čudno
- Nova studija izaziva sumnju u sastav 70% našeg svemira
Prema mišljenju stručnjaka, smanjenje vremena potrebnog za izvođenje kosmoloških simulacija "može osigurati značajan napredak u numeričkoj kosmologiji i astrofizici. Kosmološke simulacije prate istoriju svemira do formiranja svih galaksija i njihovih crnih rupa."
Za sada, novi modeli uzimaju u obzir samo tamnu materiju i gravitaciju. Iako ovo može izgledati kao pretjerano pojednostavljenje, gravitacija je svakako dominantna sila u svemiru u velikim razmjerima, a tamna materija čini 85% sve "materije" u kosmosu. Čestice u simulaciji nisu doslovne čestice tamne materije, već se koriste kao tragači da pokažu kako se čestice tamne materije kreću kroz svemir.
Simulacija ne hvata sve, jer se fokusira samo na tamnu materiju i gravitaciju, fenomeni malih razmjera kao što su formiranje zvijezda, supernove i efekti crnih rupa nisu uzeti u obzir. Istraživači planiraju da prošire svoje metode kako bi uključili sile odgovorne za takve fenomene i pokrenule svoje neuronske mreže u hodu zajedno sa konvencionalnim simulacijama kako bi poboljšali preciznost.
Pročitajte također: