Ученые впервые смогли проследить развитие Млечного Пути с точностью до каждой из более чем 100 миллиардов звезд — и сделать это на промежутке в 10 тысяч лет. Ученые из центра iTHEMS RIKEN объединили методы глубокого обучения и численных расчетов так, что детализация выросла в сто раз, а скорость — еще на порядок. Результаты представили на международной конференции суперкомпьютерных технологий SC "25.
Подобная задача считалась почти недостижимой. Галактика развивается под действием множества процессов, которые идут в разных масштабах пространства и времени: от вспышек сверхновых до движения редкого межзвездного газа. Прежние модели могли охватывать лишь массу порядка миллиарда Солнц и неизбежно сглаживали поведение отдельных звезд. Быстрые изменения терялись, а попытка уменьшить шаги расчетов приводила к огромным затратам — даже самые мощные системы тратили бы десятилетия на моделирование галактики в реальном разрешении.
Ученые обучили вспомогательную нейросетевую модель на сверхдетализированной симуляции взрыва сверхновой. Она научилась предсказывать, как будет расширяться газ в течение ста тысяч лет после вспышки, и выполняла эту часть работы без участия всей тяжелой вычислительной схемы. Такой модуль встроили в общую физическую модель, и она смогла одновременно удерживать структуру галактики целиком и точно рассчитывать локальные процессы.
Проверка работы на суперкомпьютерах Fugaku и Miyabi показала, что миллион лет эволюции Млечного Пути теперь просчитывается за 2,78 часа. Значит, миллиард лет занимает около 115 дней вместо прежних 36 лет. Такой темп делает возможными не только новые галактические симуляции, но и точные модели климата, океанов и атмосферы — всюду, где нужно связать мелкие и крупные процессы в единую картину.
Сочетание искусственного интеллекта и вычислительной физики становится полноценным инструментом научного анализа.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, в чем суть теории плоской Земли, почему в антинаучную концепцию верят до сих пор, и какие «доказательства» приводят ее сторонники.
