Pomocou mágie strojového učenia môžu vedci teraz modelovať rozsiahle a zložité vesmíry za tisícinu času, ktorý si vyžadujú konvenčné metódy. Nový prístup pomôže naštartovať novú éru kozmologických simulácií s vysokým rozlíšením.
Nová metóda, ktorú vyvinul Yin Li, astrofyzik z Flatiron Institute v New Yorku, a jeho kolegovia, poskytuje algoritmus strojového učenia s modelmi s nízkym aj vysokým rozlíšením malej oblasti vesmíru. Algoritmus učí, ako škálovať modely s nízkym rozlíšením, aby zodpovedali detailom nájdeným vo verziách s vysokým rozlíšením. Po natrénovaní môže kód použiť modely v plnom rozsahu s nízkym rozlíšením a generovať simulácie s ultra vysokým rozlíšením, ktoré obsahujú 512-krát viac častíc.
Toto škálovanie poskytuje výraznú úsporu času. Pre oblasť vesmíru s priemerom približne 500 miliónov svetelných rokov, ktorá obsahuje 134 miliónov častíc, trvá existujúcim metódam 560 hodín, kým dokončia simuláciu vo vysokom rozlíšení pomocou jediného jadra spracovania. Vedci tvrdia, že s novým prístupom to trvá len 36 minút. Výsledky boli ešte pôsobivejšie, keď sa do simulácie pridalo viac častíc. V prípade vesmíru, ktorý je 1000-krát väčší a obsahuje 134 miliárd častíc, trvala nová metóda výskumníkov 16 hodín na jednom GPU.
Tiež zaujímavé:
- Prvé častice vo vesmíre boli znovu vytvorené. Upozornenie spojlera: vyzerajú zvláštne
- Nová štúdia vyvoláva pochybnosti o zložení 70 % nášho vesmíru
Podľa odborníkov skrátenie času potrebného na vykonávanie kozmologických simulácií „môže zabezpečiť významný pokrok v numerickej kozmológii a astrofyzike. Kozmologické simulácie sledujú históriu vesmíru až po vznik všetkých galaxií a ich čiernych dier."
Nové modely zatiaľ berú do úvahy iba temnú hmotu a gravitáciu. Aj keď sa to môže zdať ako prílišné zjednodušenie, gravitácia je určite dominantnou silou vo vesmíre vo veľkom meradle a temná hmota tvorí 85 % všetkej „hmoty“ vo vesmíre. Častice v simulácii nie sú doslovné častice temnej hmoty, ale namiesto toho sa používajú ako sledovače, ktoré ukazujú, ako sa častice temnej hmoty pohybujú vesmírom.
Simulácia nezachytí všetko, keďže sa zameriava len na tmavú hmotu a gravitáciu, neberie sa do úvahy javy malého rozsahu ako tvorba hviezd, supernovy a vplyvy čiernych dier. Výskumníci plánujú rozšíriť svoje metódy tak, aby zahŕňali sily zodpovedné za takéto javy a prevádzkovali svoje neurónové siete za behu spolu s konvenčnými simuláciami, aby zlepšili presnosť.
Prečítajte si tiež: