Egy kis gépi tanulási mágia segítségével a tudósok a hagyományos módszerekkel szükséges idő ezredrésze alatt képesek hatalmas és összetett univerzumokat modellezni. Az új megközelítés segít bevezetni a nagy felbontású kozmológiai szimulációk új korszakát.
A Yin Li, a New York-i Flatiron Institute asztrofizikusa és munkatársai által kidolgozott új módszer egy kis térrégió kis és nagy felbontású modelljeivel is gépi tanulási algoritmust biztosít. Az algoritmus megtanítja az alacsony felbontású modellek méretezését a nagy felbontású verziókban található részletekhez. A betanítás után a kód teljes léptékű, alacsony felbontású modelleket tud felvenni, és ultranagy felbontású szimulációkat generál, amelyek 512-szer több részecskét tartalmaznak.
Ez a méretezés jelentős időmegtakarítást biztosít. Az Univerzumnak egy nagyjából 500 millió fényév átmérőjű, 134 millió részecskét tartalmazó régiójában a meglévő módszerek 560 órát vesznek igénybe egy nagy felbontású szimuláció végrehajtásához egyetlen feldolgozó mag használatával. A tudósok szerint az új megközelítéssel mindössze 36 percet vesz igénybe. Az eredmények még lenyűgözőbbek voltak, amikor több részecskét adtak a szimulációhoz. Az 1000-szer nagyobb, 134 milliárd részecskét tartalmazó univerzum esetében a kutatók új módszere 16 órát vett igénybe egyetlen GPU-n.
Szintén érdekes:
- Az univerzum első részecskéi újra létrejöttek. Spoiler figyelmeztetés: furcsán néznek ki
- Egy új tanulmány kétségeket ébreszt univerzumunk 70%-ának összetételével kapcsolatban
Szakértők szerint a kozmológiai szimulációk végrehajtásához szükséges idő csökkentése „jelentős előrelépést biztosíthat a numerikus kozmológiában és az asztrofizikában. A kozmológiai szimulációk az univerzum történetét az összes galaxis és fekete lyukaik kialakulásáig vezetik vissza."
Az új modellek egyelőre csak a sötét anyagot és a gravitációt veszik figyelembe. Bár ez túlzott leegyszerűsítésnek tűnhet, a gravitáció minden bizonnyal a domináns erő az univerzumban nagy léptékben, és a sötét anyag a kozmoszban található összes "anyag" 85%-át teszi ki. A szimulációban szereplő részecskék nem szó szerint sötét anyag részecskék, hanem nyomkövetőként használják őket annak bemutatására, hogyan mozognak a sötét anyag részecskék az univerzumban.
A szimuláció nem rögzít mindent, hiszen csak a sötét anyagra és a gravitációra fókuszál, a kis léptékű jelenségeket, mint a csillagkeletkezés, szupernóvák és a fekete lyukak hatásai nem veszik figyelembe. A kutatók azt tervezik, hogy módszereiket kiterjesztik az ilyen jelenségekért felelős erőkre, és a pontosság javítása érdekében menet közben működtetik neurális hálózataikat a hagyományos szimulációk mellett.
Olvassa el még: