В мире астрономии произошел значительный прорыв: команда ученых из Японии разработала новую симуляцию нашей галактики, которая сочетает в себе машинное обучение и численные модели. Эта симуляция работает в 100 раз быстрее, чем предыдущие, и позволяет астрономам исследовать миллиарды лет эволюции Млечного Пути всего за несколько месяцев.
Новая модель включает 100 миллиардов частиц, что соответствует количеству звезд в нашей галактике. Ранее лучшие симуляции могли обрабатывать лишь миллиард звезд, и их скорость оставляла желать лучшего. Например, моделирование миллиона лет галактической эволюции занимало 315 часов, что эквивалентно 13 дням реального времени. Теперь же, благодаря новой методологии, команда под руководством Кейи Хирашима из Центра междисциплинарных теоретических и математических наук RIKEN смогла значительно ускорить процесс.
Секрет успеха заключается в использовании глубокого обучения для создания суррогатной модели, которая предсказывает, как остатки сверхновой звезды расширяются в межзвездной среде на протяжении 100 000 лет. Это позволяет учитывать влияние краткосрочных событий, таких как взрывы сверхновых, на долгосрочные процессы в галактике.
Новая методология не только ускоряет симуляцию, но и делает ее более детализированной. Теперь моделирование миллиона лет занимает всего 2.78 часа, что позволяет смоделировать миллиард лет эволюции галактики всего за 115 дней. Это открывает новые горизонты для астрономов, позволяя им лучше понять, как формировалась наша галактика и как развивалась ее химия.
Хирашима отметил, что интеграция ИИ с высокопроизводительными вычислениями может стать важным шагом в решении многомасштабных и многопараметрических задач в различных областях науки, включая климатические модели и океанографию. Результаты работы были представлены на международной конференции по суперкомпьютерам SC '25.