أعلنت مجموعة من العلماء في مركز iTHEMS التابع لـ RIKEN عن تتبّع تطور مجرة درب التبانة بدقة يمكن فيها متابعة كل نجم من نجومها، والتي يزيد عددها عن مئة مليار نجم، على مدى عشرة آلاف عام. وأوضح الفريق أن الدمج بين تقنيات التعلم العميق والحوسبة العددية رفع مستوى التفاصيل بمئة مرة، كما زاد من سرعة الحساب بشكل كبير. كما أُعلنت النتائج في المؤتمر الدولي للحوسبة الفائقة SC25. وتؤكد النتائج أن هذه الطريقة تتيح فهماً أقرب لتطور المجرة على المدى الطويل.
تحديات محاكاة المجرة
تُعَدّ مهمة محاكاة مجرة تحتوي مئات البلايين من النجوم أمراً شبه مستحيل عندما تُبنى على مقاييس مكانية وزمانية مختلفة لظواهر كونية. فمن انفجارات المستعرات العظمى إلى حركة الغاز النادر بين النجوم، لم تتمكن النماذج السابقة من رصد سوى كتلة مليار شمس وتبسيط سلوك النجوم الفردية، مما يخفي التغيّرات السريعة. كما أن تقليل خطوات الحساب كان أمراً مكلفاً للغاية، فحتى أقوى الأنظمة كانت تحتاج عقوداً للمحاكاة بدقة عالية. وهذه القيود حالت دون بناء نموذج موحد يجمع العمليات الصغيرة والكبيرة في إطار واحد.
سرعة فائقة للمحاكاة
أظهرت تجربة حاسوبية على نظامي فوجاكو وميابى العملاقين أنه يمكن الآن حساب مليون سنة من تطور المجرة في ساعتين و78 دقيقة. وبذلك يصبح حساب مليار سنة نحو 115 يوماً بدلاً من 36 عاماً سابقاً. وهذا التطور يتيح إجراء نماذج مجرية جديدة وربطها بمختلف العمليات في إطار واحد وتفصيل عالٍ. كما يفتح المجال لتطبيقات في نماذج المناخ والمحيطات والغلاف الجوي حين يلزم ربط العمليات الدقيقة بالظواهر الكبرى.
الذكاء الاصطناعي والفيزياء الحاسوبية أداة متكاملة
يُعَد الجمع بين الذكاء الاصطناعي والفيزياء الحاسوبية أداة تحليل علمي متكاملة. وتتيح هذه الدمجة فهماً غير مسبوق لتطور المجرات والمناخ الكوني بدقة عالية. وتؤكد النتائج أن ربط العمليات الصغيرة والكبيرة في إطار واحد يفتح آفاق واسعة لتطوير توقعات مستقبلية في علوم الفضاء وربما تطبيقات في مجالات أخرى.
