Bilim adamları Japonya‘nin RIKEN araştırma merkezi, Samanyolu’nun şimdiye kadar yapılmış en ayrıntılı simülasyonunu yarattı.
İnanılmaz galaktik harita, 10.000 yıl boyunca 100 milyardan fazla bireysel yıldızın haritasını çıkarıyor.
Araştırmacılar galaksinin zaman içinde nasıl oluştuğuna ve değiştiğine dair teorileri test etmek için buna benzer simülasyonlar kullanıyor.
Ancak bu, evrenin evrimini böylesine çarpıcı ayrıntılarla gösteren, ana galaksimizin ilk ‘yıldız yıldız’ simülasyonudur.
En gelişmiş bilgisayar modelleri bile Samanyolu’ndaki 100 milyar yıldızın karmaşık hareketlerini doğru bir şekilde simüle etmekte zorlanıyor.
Bunun nedeni galaksinin hem çok büyük hem de çok küçük mesafe ve zaman ölçeklerindeki kuvvetler tarafından şekillendirilmesidir.
Galaksi simülasyonları yerçekimini, akışkan dinamiğini, süpernova patlamalarını ve ölmekte olan yıldızların kalbindeki elementlerin oluşumunu dikkate almalıdır.
Artık araştırmacılar yapay zekayı kullanarak 100 kat daha fazla yıldızı takip eden simülasyonlar yapabileceklerini söylüyor.
Bilim insanları, 10.000 yıl boyunca 100 milyar yıldızın hareketlerini gösteren, Samanyolu’nun şimdiye kadar oluşturulmuş en ayrıntılı simülasyonunu oluşturdular. Resimde: Gazların alanlarını kırmızıyla gösteren simülasyonun yukarıdan aşağıya görünümü
Simülasyonların çoğu tek seferde bir milyardan fazla yıldızı görüntülemede zorluk çekiyor ve bu da onları yüzlerce güneşi gruplandırmaya zorluyor. Ancak bu, her bir yıldızın hareketini gösteren ilk gerçek yıldız yıldız simülasyonudur. Resim: Simülasyonun yandan görünüşü
Galaksideki değişiklikler çok uzun bir sürede gerçekleştiğinden, bilim adamları galaktik evrim hakkında bilgi edinmek için arkalarına yaslanıp izleyemezler.
Gökbilimciler, Dünya’dan çok uzaktaki galaksilere bakarak, evren tarihinin daha önceki bir noktasında galaksilerin nasıl göründüğüne dair bir fikir edinebilirler.
Ancak bu veriler yalnızca anlık görüntü sağlıyor ve bize kendi galaksimiz hakkında hiçbir şey anlatmıyor.
Bunun için gökbilimciler artık fizik yasaları hakkında bildiklerimize dayanarak yıldızların nasıl hareket edeceğini ve gelişeceğini hesaplayan güçlü bilgisayar simülasyonları oluşturmaya çalışıyorlar.
Simülasyonun kurallarını değiştirerek ve sonuçları etrafımızdaki evrenle karşılaştırmakbilim insanları galaksimizin nasıl ortaya çıktığı hakkında daha fazla bilgi edinebilirler.
Sorun, Samanyolu’nun son derece geniş ve inanılmaz derecede karmaşık olması, normal bir bilgisayarın simüle etmesini çok zorlaştırmasıdır.
Geçmişte bilim insanları daha karmaşık simülasyonları yürütmek için daha büyük ve daha güçlü süper bilgisayarlar oluşturmaya çalışmışlardı.
Bununla birlikte, bugüne kadarki en iyi geleneksel simülasyon Samanyolu’nu tek tek yıldızlara göre modellemeye çalışsaydı, bu, her milyon yıllık simüle edilmiş süre için 315 saat sürecekti.
Galaksinin simülasyonları, yıldızların ve süpernovaların zaman içinde nasıl oluştuğuna dair teorilerimizi test etmek için kullanılıyor. Ancak bu süreçler o kadar karmaşıktır ki (resimde gösterilmiştir) çoğu simülasyonun bir milyar yıllık tarihi modellemesi 315 yıl alır.
Bu hızla Samanyolu’nun 13,61 milyar yıllık tarihinin sadece bir milyar yılını simüle etmek 36 yıldan fazla zaman alacaktır.
Bu sorunu çözmek için, RIKEN Disiplinlerarası Teorik ve Matematik Bilimleri Merkezi’nden (iTHEMS) baş araştırmacı Dr. Hirashima, Tokyo Üniversitesi ve İspanya’daki Barselona Üniversitesi’nden meslektaşlarıyla birlikte yeni bir yaklaşım denedi.
Araştırmacılar, her bir sürecin fiziğini simüle etmek yerine yapay zekanın bazı boşlukları doldurmasına izin verdi.
‘Vekil’ yapay zeka, süpernova patlamalarının binlerce son derece ayrıntılı simülasyonu üzerinde eğitildi ve gazların önümüzdeki 100.000 yıl içinde nasıl genişleyeceğini tahmin etmeyi öğrendi.
Yapay zekanın ağır işlerin çoğunu yapmasına izin vererek, araştırmacılar simülasyonlarını 100 kat daha büyük hale getirip 100 kat daha hızlı tamamlayabildiler.
Araştırmacılar, sonuçlarını dünyanın en büyük süper bilgisayarlarından bazılarında titizlikle oluşturulan simülasyonlarla karşılaştırdıklarında, bunların eşleştiğini buldular.
Araştırmacılar sadece iki saat 47 dakikada 100 milyar yıldızın bir milyon yıl içindeki hareketlerini haritalandırdılar.
Bu, galaksinin bir milyar yıllık tarihinin 36 yılda değil, yalnızca 115 günde simüle edilebileceği anlamına geliyor.
Araştırmacıların yeni modeli yapay zekayı kullanarak 100 milyar yıldızın bir milyar yıl içindeki hareketini yalnızca 115 günde simüle edebilecek. Bu, onu 100 kat daha ayrıntılı ve 100 kat daha hızlı hale getirir (stok görsel)
Dr Hirashima, bu yeni yöntemin bilim adamlarının galaksiyi simüle etme biçiminde ‘temel bir değişime’ işaret edebileceğini söylüyor.
Şöyle diyor: ‘Bu başarı aynı zamanda yapay zeka ile hızlandırılmış simülasyonların desen tanımanın ötesine geçip bilimsel keşif için gerçek bir araç haline gelebileceğini gösteriyor; bu da yaşamı oluşturan öğelerin galaksimizde nasıl ortaya çıktığını izlememize yardımcı oluyor.’
Gelecekte aynı teknikler, oldukça detaylı simülasyonların kullanıldığı diğer alanları geliştirmek için de kullanılabilir.
Bu, okyanus akıntılarının daha iyi anlaşılmasına, daha doğru iklim değişikliği modellerine ve hatta daha iyi hava tahminlerine yol açabilir.