باستخدام القليل من سحر التعلم الآلي ، يمكن للعلماء الآن تصميم أكوان شاسعة ومعقدة في جزء من الألف من الوقت الذي تستغرقه الأساليب التقليدية. سيساعد النهج الجديد على الدخول في حقبة جديدة من المحاكاة الكونية عالية الدقة.
الطريقة الجديدة ، التي طورها يين لي ، عالِم الفيزياء الفلكية في معهد فلاتيرون في نيويورك وزملاؤه ، توفر خوارزمية تعلم آلي مع نماذج منخفضة وعالية الدقة لمنطقة صغيرة من الفضاء. تعلم الخوارزمية كيفية قياس النماذج منخفضة الدقة لمطابقة التفاصيل الموجودة في الإصدارات عالية الدقة. بمجرد التدريب ، يمكن للكود أن يأخذ نماذج كاملة ومنخفضة الدقة وإنشاء محاكاة فائقة الدقة تحتوي على جزيئات أكثر بمقدار 512 مرة.
يوفر هذا القياس توفيرًا كبيرًا في الوقت. بالنسبة لمنطقة من الكون يبلغ عرضها حوالي 500 مليون سنة ضوئية ، وتحتوي على 134 مليون جسيم ، تستغرق الأساليب الحالية 560 ساعة لإكمال محاكاة عالية الدقة باستخدام نواة معالجة واحدة. يقول العلماء إنه مع النهج الجديد ، يستغرق الأمر 36 دقيقة فقط. كانت النتائج أكثر إثارة للإعجاب عندما تمت إضافة المزيد من الجسيمات إلى المحاكاة. بالنسبة للكون ، وهو أكبر 1000 مرة ويحتوي على 134 مليار جسيم ، استغرقت طريقة الباحثين الجديدة 16 ساعة على وحدة معالجة رسومات واحدة.
مثير للاهتمام أيضًا:
- تم إعادة تكوين الجسيمات الأولى في الكون. تنبيه المفسد: تبدو غريبة
- تثير دراسة جديدة الشكوك حول تكوين 70٪ من كوننا
وفقًا للخبراء ، فإن تقليص الوقت اللازم لإجراء عمليات المحاكاة الكونية "يمكن أن يضمن تقدمًا كبيرًا في علم الكونيات العددي والفيزياء الفلكية. المحاكاة الكونية تتبع تاريخ الكون إلى تكوين كل المجرات وثقوبها السوداء ".
حتى الآن ، لا تهتم النماذج الجديدة إلا بالمادة المظلمة والجاذبية. في حين أن هذا قد يبدو وكأنه تبسيط مفرط ، فإن الجاذبية هي بالتأكيد القوة المهيمنة في الكون على نطاق واسع ، وتشكل المادة المظلمة 85٪ من كل "المادة" في الكون. الجسيمات في المحاكاة ليست جسيمات مادة مظلمة حرفية ، ولكنها تستخدم بدلاً من ذلك كمتتبعات لإظهار كيفية تحرك جسيمات المادة المظلمة عبر الكون.
لا تلتقط المحاكاة كل شيء ، لأنها تركز فقط على المادة المظلمة والجاذبية ، ولا تؤخذ في الاعتبار الظواهر الصغيرة مثل تشكل النجوم ، والمستعرات الأعظمية ، وتأثيرات الثقوب السوداء. يخطط الباحثون لتوسيع أساليبهم لتشمل القوى المسؤولة عن مثل هذه الظواهر وتشغيل شبكاتهم العصبية أثناء الطيران جنبًا إلى جنب مع عمليات المحاكاة التقليدية لتحسين الدقة.
اقرأ أيضا: