Նախընտրելի
Ատլանտայում ընթացող SC25 գիտաժողովում ճապոնական RIKEN iTHEMS կենտրոնի գիտնական Կեյա Հիրասիմայի գլխավորած միջազգային թիմը ներկայացրել է մեր գալակտիկայի պատմության մեջ ամենամանրամասն և ամենաարագ սիմուլյացիան։ Առաջին անգամ Ծիր Կաթինը հաշվարկվել է «աստղ առ աստղ». մոդելում հաշվի են առնված ավելի քան 100 միլիարդ առանձին աստղերի ուղեծրերն ու էվոլյուցիան՝ գրեթե այնքան, որքան իրականում կա։
Գլխավոր գաղտնիքը՝ նեյրոնային ցանցի և դասական ֆիզիկայի հիբրիդը
Տասնյակ տարիներ ավանդական սիմուլյացիաները բախվում էին անհաղթահարելի խոչընդոտի՝ ամբողջ գալակտիկան սուպերհամակարգչում տեղավորելու համար հազարավոր և միլիոնավոր աստղեր ստիպված էին միացնել մեկ մեծ մասնիկի մեջ։ Մյուս կողմից՝ գերսուպերնոր աստղերի պայթյունները և հարվածային ալիքները պահանջում էին շատ փոքր ժամանակային քայլեր։ Արդյունքում մեկ միլիոն տարվա մոդելավորումը տևում էր հարյուրավոր ժամեր, իսկ մեկ միլիարդ տարին՝ տասնյակ տարիներ իրական ժամանակով։
RIKEN-ի թիմը խնդիրը լուծել է արմատապես.
- Նախ Fugaku սուպերհամակարգչով կատարել են գերմանրամասն սիմուլյացիաներ առանձին գերսուպերնոր աստղերի պայթյունների։
- Հետո խորը նեյրոնային ցանց են վարժեցրել 100 հազար տարի առաջ կանխատեսելու այդ պայթյունների հետևանքները՝ ֆիզիկական ճշգրտությամբ, բայց գրեթե ակնթարթորեն։
- Այդ «արհեստական» մոդուլը ներդրել են գալակտիկայի ընդհանուր սիմուլյացիայի մեջ։
Արդյունքը՝
- Մանրամասնությունը մեծացել է 100 անգամ (յուրաքանչյուր մասնիկ՝ մեկ աստղ)
- Արագությունը՝ նույնպես ավելի քան 100 անգամ
- Ծիր Կաթնի մեկ միլիոն տարվա էվոլյուցիան հաշվարկվում է 2 ժամ 47 րոպեում
- Մեկ միլիարդ տարին՝ 4 ամսից պակաս (նախկինում՝ 36 տարի)
Ի՞նչ է տալիս սա գիտությանը
- Տարրերի ճշգրիտ ծնունդ՝ կարելի է տեսնել, թե ինչպես են գերսուպերնոր աստղերն ու նեյտրոնային աստղերը ստեղծում ածխածինը, թթվածինը, երկաթը և այն ծանր տարրերը, որոնցից կազմված են մոլորակներն ու մենք։
- Մութ նյութի դինամիկան՝ ինչպե՞ս է անտեսանելի «կմախքը» ազդում միլիարդավոր աստղերի վրա։
- Ծիր Կաթնի ամբողջ պատմությունը՝ առաջին աստղերից մինչև այլ գալակտիկաների հետ միաձուլումները։
Ոչ միայն աստղագիտություն՝ հեղափոխություն ողջ հաշվարկային գիտության մեջ
Նույն մեթոդն արդեն փորձարկում են կլիմայի, օվկիանոսների և եղանակի մոդելներում։ Ամենուր, որտեղ պետք է միաժամանակ հաշվարկել գլոբալ և միկրոսկոպիկ երևույթներ, «ֆիզիկա + ԱԲ» հիբրիդը տալիս է տասնյակ և հարյուրավոր անգամ արագացում։
Կեյա Հիրասիման. «Մենք կանգնած ենք հիմնարար փոփոխության շեմին։ Արհեստական բանականությունը դադարում է լինել միայն նկարներ ճանաչող գործիք և դառնում է ֆիզիկայի լիիրավ գործընկեր՝ բնության նոր օրենքներ բացահայտելու գործում»։
Կարճ ասած
2025-ին գիտնականներն առաջին անգամ մոդելավորել են Ծիր Կաթինը՝ 100 միլիարդ առանձին աստղերով։ Հիբրիդային մեթոդը (դասական ֆիզիկա + վարժեցված նեյրոնային ցանց) հաշվարկները արագացրել է ավելի քան 100 անգամ և նույնքան է բարձրացրել մանրամասնությունը։ Մեկ միլիարդ տարվա գալակտիկական էվոլյուցիան այժմ հաշվարկվում է ամիսներով՝ ոչ թե տասնյակ տարիներով։ Սա ոչ միայն մեր գալակտիկայի ամենաճշգրիտ մոդելն է, այլև հաշվարկային գիտության նոր դարաշրջանի սկիզբը։
