בעזרת מעט קסם של למידת מכונה, מדענים יכולים כעת לדגמן יקומים עצומים ומורכבים באלפית מהזמן הנדרש בשיטות קונבנציונליות. הגישה החדשה תעזור לפתוח עידן חדש של הדמיות קוסמולוגיות ברזולוציה גבוהה.
השיטה החדשה, שפותחה על ידי Yin Li, אסטרופיזיקאי במכון Flatiron בניו יורק, ועמיתיו, מספקת אלגוריתם למידת מכונה עם מודלים ברזולוציה נמוכה וגבוהה של אזור קטן בחלל. האלגוריתם מלמד כיצד להתאים מודלים ברזולוציה נמוכה כך שיתאימו לפרטים שנמצאים בגרסאות ברזולוציה גבוהה. לאחר הכשרה, הקוד יכול לקחת מודלים בקנה מידה מלא ברזולוציה נמוכה וליצור סימולציות ברזולוציה גבוהה במיוחד המכילות פי 512 יותר חלקיקים.
קנה מידה זה מספק חיסכון משמעותי בזמן. עבור אזור ביקום בקוטר של כ-500 מיליון שנות אור, המכיל 134 מיליון חלקיקים, לשיטות קיימות לוקח 560 שעות להשלים הדמיה ברזולוציה גבוהה באמצעות ליבת עיבוד אחת. מדענים אומרים שעם הגישה החדשה, זה לוקח רק 36 דקות. התוצאות היו מרשימות עוד יותר כאשר נוספו עוד חלקיקים לסימולציה. עבור היקום, שגדול פי 1000 ומכיל 134 מיליארד חלקיקים, השיטה החדשה של החוקרים ארכה 16 שעות על GPU אחד.
מעניין גם:
- החלקיקים הראשונים ביקום נוצרו מחדש. התראת ספוילר: הם נראים מוזר
- מחקר חדש מעלה ספקות לגבי ההרכב של 70% מהיקום שלנו
לדברי מומחים, צמצום הזמן הנדרש לביצוע הדמיות קוסמולוגיות "יכול להבטיח התקדמות משמעותית בקוסמולוגיה מספרית ובאסטרופיזיקה. הדמיות קוסמולוגיות עוקבות אחר ההיסטוריה של היקום עד להיווצרות כל הגלקסיות והחורים השחורים שלהן."
עד כה, הדגמים החדשים מתייחסים רק לחומר אפל וכוח המשיכה. למרות שזה עשוי להיראות כמו פשטנות יתר, כוח המשיכה הוא בהחלט הכוח הדומיננטי ביקום בקנה מידה גדול, והחומר האפל מהווה 85% מכלל ה"חומר" בקוסמוס. החלקיקים בסימולציה אינם חלקיקי חומר אפל מילוליים, אלא משמשים כמעקבים כדי להראות כיצד חלקיקי חומר אפל נעים ביקום.
ההדמיה לא לוכדת הכל, מכיוון שהיא מתמקדת רק בחומר אפל ובכוח המשיכה, תופעות בקנה מידה קטן כמו היווצרות כוכבים, סופרנובות והשפעות של חורים שחורים לא נלקחות בחשבון. החוקרים מתכננים להרחיב את השיטות שלהם לכלול את הכוחות האחראים לתופעות כאלה ולהפעיל את הרשתות העצביות שלהם תוך כדי תנועה לצד סימולציות קונבנציונליות כדי לשפר את הדיוק.
קרא גם: