На конференции SC25 в Атланте международная команда под руководством Кейи Хирасимы из японского центра RIKEN iTHEMS представила прорывную симуляцию нашей галактики — самую детализированную и быструю в истории. Впервые Млечный Путь рассчитан «звезда за звездой»: в модели учтены траектории и эволюция более 100 миллиардов отдельных звёзд — почти всех, что существуют на самом деле.

Главный секрет — гибрид нейросети и классической физики

Традиционные симуляции галактик десятилетиями упирались в фундаментальный барьер: чтобы уместить всю галактику в суперкомпьютер, приходилось «склеивать» тысячи и миллионы звёзд в одну частицу массой в миллиарды солнечных. При этом быстрые процессы (взрывы сверхновых, ударные волны) требовали крошечных временны́х шагов. В итоге моделирование одного миллиона лет галактической жизни занимало сотни часов, а миллиард лет растягивался на десятилетия реального времени.

Команда RIKEN решила проблему радикально:

  • Сначала на суперкомпьютере Fugaku провели сверхдетальные симуляции отдельных вспышек сверхновых (с разрешением в десятки парсек и шагом в годы).
  • Затем обучили глубокую нейронную сеть предсказывать эволюцию ударной волны и газового облака на 100 тысяч лет вперёд — с точностью физической модели, но практически мгновенно.
  • Этот «суррогатный» ИИ-модуль встроили в глобальную галактическую симуляцию.

Результат ошеломляет:

  • Разрешение выросло в 100 раз (каждая частица — одна звезда)
  • Скорость расчёта увеличилась более чем в 100 раз
  • Один миллион лет эволюции Млечного Пути теперь считается за 2 часа 47 минут
  • Миллиард лет — менее чем за четыре месяца (раньше — 36 лет!)

Что это даёт науке

  1. Точное рождение элементов — впервые можно проследить, как сверхновые и нейтронные звёзды «выпекают» углерод, кислород, железо и тяжёлые элементы, из которых потом состоят планеты и мы сами.
  2. Динамика тёмной материи — модель покажет, как невидимый каркас галактики влияет на орбиты миллиардов звёзд.
  3. История Млечного Пути — от первых звёзд до слияния с карликовыми галактиками (включая недавнее поглощение Gaia-Enceladus).

Не только космос: революция для всей вычислительной науки

Тот же подход уже тестируют в климатологии, океанографии и метеорологии. Везде, где нужно одновременно считать глобальные процессы и микроскопические явления (турбулентность, химические реакции, облака), гибрид «физика + ИИ» даёт ускорение в десятки и сотни раз.

Кейя Хирасима: «Мы стоим на пороге фундаментального сдвига. Искусственный интеллект перестаёт быть просто инструментом распознавания картинок и становится полноценным партнёром физики в открытии новых законов природы».

Вкратце

В 2025 году учёные впервые смоделировали Млечный Путь со 100 миллиардами отдельных звёзд. Гибридный метод (классическая физика + обученная нейросеть) ускорил расчёты более чем в 100 раз и повысил разрешение тоже в 100 раз. Миллиард лет галактической эволюции теперь считается за месяцы, а не десятилетия. Это не просто самая точная модель нашей галактики — это начало новой эры вычислительной науки, где ИИ помогает раскрывать тайны Вселенной на уровне фундаментальной физики.