Вчені вперше змоделювали 100 млрд зірок Чумацького Шляху: опубліковані неймовірні фото

Міжнародна команда дослідників уперше змоделювала Чумацький Шлях із роздільною здатністю понад 100 мільярдів окремих зірок, простеживши їхню еволюцію на проміжку 10 000 років. Про це повідомляє Interesting Engineering. Це моделювання стало найбільш детальним із тих, що коли-небудь створювали для дослідження галактик.

Ученим вдалося поєднати числові методи симуляцій і глибоке навчання, що дозволило збільшити кількість зірок у моделі у 100 разів та прискорити розрахунки приблизно в 100 разів порівняно з попередніми найточнішими підходами. Проєкт реалізувала команда під керівництвом Кейї Хірашіми з Центру iTHEMS RIKEN у співпраці з Токійським університетом та Університетом Барселони.

Новий підхід дав змогу врахувати одночасно кілька складних процесів: синтез хімічних елементів, вибухи наднових, гравітаційну взаємодію й динаміку міжзоряного газу. Раніше такі розрахунки відбувалися на різних часових шкалах і практично не поєднувалися в одній моделі.

У минулих комп’ютерних симуляціях одна частинка моделі відповідала цілому скупченню зірок масою близько ста сонць, що не дозволяло точно відтворювати формування окремих зірок або локальні процеси всередині галактик. Завдяки новій методології науковці можуть аналізувати ці процеси з набагато більшою точністю та використовувати результати для перевірки теорій про еволюцію зірок і хімічний розвиток галактик.

Такий підхід може бути корисним не лише в астрофізиці — дослідники вважають, що його можна адаптувати й для інших сфер, зокрема моделювання кліматичних процесів.

Ключову роль відіграла й швидкість обчислень. Розрахунок еволюції Чумацького Шляху на проміжку в 1 мільярд років звичайними методами потребував би понад 36 років роботи суперкомп’ютера. Використання ШІ скоротило цей час до 115 днів, що робить такі складні симуляції значно доступнішими для подальших досліджень.