L'intelligenza artificiale compie una svolta storica nella simulazione della Via Lattea.

La Via Lattea contiene oltre 100 miliardi di stelle, ognuna con il proprio percorso evolutivo unico, dalla nascita e dall'esistenza fino alla sua violenta fine. Per decenni, gli astrofisici hanno sognato di creare una simulazione completa della galassia: una replica digitale in grado di verificare le teorie sulla formazione e l'evoluzione delle galassie. Tuttavia, questo sogno è sempre stato ostacolato da limiti computazionali apparentemente insormontabili.

Il cielo notturno sopra Paranal, in Cile, il 21 luglio 2007, è stato immortalato dall'astronomo Yuri Beletsky (ESO), con la Via Lattea chiaramente visibile e splendente in alto. (Fonte: ESO)

Ora, si è verificata una svolta. Un team di ricerca guidato da Keiya Hirashima presso il Centro per le Scienze Teoriche e Matematiche Interdisciplinari del RIKEN (Giappone) ha raggiunto quello che sembrava un'impresa impossibile: una simulazione dettagliata di ciascuna delle 100 miliardi di stelle della Via Lattea, che copre un arco temporale di 10.000 anni galattici. Questo successo, ottenuto grazie a una combinazione inaspettata di intelligenza artificiale e simulazione fisica tradizionale, è stato presentato alla Supercomputing Conference di quest'anno.

La sfida più grande non risiede solo nelle dimensioni enormi. In precedenza, le simulazioni avanzate potevano gestire solo masse equivalenti a un miliardo di soli, dove ogni "particella" rappresenta circa 100 stelle. Ciò causava l'oscuramento e la perdita di dettagli di singoli eventi, come le esplosioni di supernova. Per tracciare con precisione ogni stella, gli scienziati dovevano utilizzare intervalli di tempo estremamente piccoli, sufficienti a registrare rapidi cambiamenti. Tuttavia, questo approccio richiede un'enorme potenza di calcolo, il che significa che la simulazione di un miliardo di anni di evoluzione galattica potrebbe richiedere fino a 36 anni reali.

Vista frontale della galassia a spirale NGC 1300, la cui struttura si ritiene assomigli a quella della Via Lattea. (Fonte: NASA)

Per risolvere questo problema, il team di Hirashima ha sviluppato un modello di deep learning alternativo. L'intelligenza artificiale è stata addestrata su simulazioni di supernove ad alta risoluzione, che le hanno permesso di prevedere l'espansione del gas 100.000 anni dopo l'esplosione. Grazie a questa "scorciatoia", l'IA elabora rapidamente fenomeni fisici su piccola scala senza rallentare il modello complessivo, consentendo la simulazione simultanea sia delle dinamiche galattiche che delle singole catastrofi stellari.

L'intelligenza artificiale ha ricreato tutte le stelle della Via Lattea; questa immagine mostra un cielo stellato sopra un'area scura con un inquinamento luminoso minimo. (Fonte: Steve Jurvetson)

I risultati sono davvero impressionanti: ciò che normalmente richiederebbe 36 anni ora può essere completato in soli 115 giorni. L'accuratezza della simulazione è stata verificata tramite test sul supercomputer Fugaku del RIKEN e sul sistema Miyabi dell'Università di Tokyo, confermandone la fattibilità su una scala senza precedenti.

Ancora più importante, questo approccio apre ampie prospettive di applicazione. Non solo l'astronomia, ma anche campi come la climatologia, le previsioni meteorologiche e la dinamica oceanica – che si trovano ad affrontare la sfida di collegare i processi dal livello molecolare alla scala planetaria – potrebbero trarre vantaggio da questo progresso rivoluzionario.

Signor Quang

Fonte: https://vtcnews.vn/ai-tao-buoc-dot-pha-lich-su-trong-mo-phong-dai-ngan-ha-ar988930.html