Koristeći malo magije strojnog učenja, znanstvenici sada mogu modelirati ogromne i složene svemire u tisućinku vremena potrebnog konvencionalnim metodama. Novi pristup pomoći će u uvodu nove ere kozmoloških simulacija visoke rezolucije.
Nova metoda, koju su razvili Yin Li, astrofizičar s Instituta Flatiron u New Yorku, i njegovi kolege, pruža algoritam strojnog učenja s modelima niske i visoke rezolucije malog područja svemira. Algoritam uči kako skalirati modele niske razlučivosti da odgovaraju detaljima koji se nalaze u verzijama visoke razlučivosti. Jednom obučen, kod može uzeti modele niske rezolucije u punoj veličini i generirati simulacije ultra visoke rezolucije koje sadrže 512 puta više čestica.
Ovo skaliranje omogućuje značajnu uštedu vremena. Za područje svemira promjera otprilike 500 milijuna svjetlosnih godina, koje sadrži 134 milijuna čestica, postojećim metodama potrebno je 560 sati da dovrše simulaciju visoke razlučivosti koristeći jednu procesorsku jezgru. Znanstvenici 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 sadrži 134 milijarde čestica, nova metoda istraživača trebala je 16 sati na jednom GPU-u.
Također zanimljivo:
- Ponovno su stvorene prve čestice u svemiru. Upozorenje za spojler: izgledaju čudno
- Nova studija postavlja sumnje o sastavu 70% našeg svemira
Prema riječima stručnjaka, smanjenje vremena potrebnog za provođenje kozmoloških simulacija "može osigurati značajan napredak u numeričkoj kozmologiji i astrofizici. Kozmološke simulacije prate povijest svemira sve do nastanka svih galaksija i njihovih crnih rupa."
Do sada, novi modeli uzimaju u obzir samo tamnu tvar i gravitaciju. Iako se ovo može činiti kao pretjerano pojednostavljenje, gravitacija je svakako dominantna sila u svemiru na velikoj razini, a tamna tvar čini 85% sve "materije" u kozmosu. Čestice u simulaciji nisu doslovne čestice tamne tvari, već se umjesto toga koriste kao tragači koji pokazuju kako se čestice tamne tvari kreću kroz svemir.
Simulacija ne obuhvaća sve, budući da se fokusira samo na tamnu tvar i gravitaciju, fenomeni malih razmjera kao što su stvaranje zvijezda, supernove i učinci crnih rupa nisu uzeti u obzir. Istraživači planiraju proširiti svoje metode kako bi uključili sile odgovorne za takve fenomene i pokrenuli svoje neuronske mreže u hodu uz konvencionalne simulacije kako bi poboljšali točnost.
Pročitajte također: