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宇宙模拟

领导图像由美国国家航空航天局/杰普 - 卡特克提供

一个新的AI系统因为创建了宇宙模拟,天体物理学家可以比以前更快地创建出宇宙大部分的高分辨率模型。

虚拟宇宙:宇宙学仿真是科学家可以用来研究我们宇宙的演变随着时间的推移的计算机模型。

其中一个最准确的宇宙模拟例如,科学家们认为宇宙是在大爆炸后不久形成的。一个计算机程序迫使这个模型进化了130亿年。

“基本上,我们的计划......宇宙从1200万岁时跟随,最终当天最终”羞酸,这项研究的共同作者,2014年告诉Vice

“我们把这些初始条件放到我们的计算机程序中,该程序利用我们所知道的自然法则、宇宙膨胀、动力学、恒星和黑洞的形成,以及黑洞产生的能量和辐射,并从那里跟踪它。”

在那次模拟中形成的星系与我们可以通过望远镜观测研究的真实星系非常相似,这表明该模型是准确的。

存在的问题:科学家可以了解很多关于宇宙的历史——以及它是如何发生的在未来发展- 从准确的宇宙模拟。

问题是在分辨率和大小之间存在一个权衡——科学家可以对宇宙的大面积进行低分辨率模拟,也可以对较小区域进行高分辨率模拟。

这是因为大面积的高分辨率模拟需要大量的计算机处理能力——一个16000核的超级计算机花了一年多的时间来创建我们的最详细的宇宙模拟而一台只有一个处理器的电脑则是必需的15000年

“我们大多数人不能告诉哪一个是”真实“,哪一个是”假的“。

尹力

这个怎么运作:现在,研究人员已经找到了一种方法,只用一个处理核心就可以快速创建大范围的高分辨率宇宙模拟。

它们通过馈送相同区域的高分辨率和低分辨率模拟来开始播放算法。然后,他们培训了AI到“高档”低res模拟,以便他们看起来像通过传统方法生产的高级res。

“我们甚至自己做了一些盲测,大多数人都分不清哪个是‘真的’,哪个是‘假的’,”该研究的第一作者、熨烫研究所的天体物理学家尹力(音)说。在新闻发布会上说的

宇宙模拟

两个传统上制作的模拟(左和中间),一个由AI(右)制作的模拟。信用:Y.李等人。

这允许研究人员使用传统方法需要的时间和处理能力的一小部分来创建大规模的高分辨率宇宙模拟。

具有单个处理核心的计算机将需要560小时(超过三周),以搅拌具有13400万粒子的宇宙的高分辨率宇宙学习,而新算法可以在36分钟内完成。

寒冷的水:新技术只能产生宇宙模拟,显示一种力(引力)对一种粒子(暗物质)的影响。

这仍然是令人难以置信的有用 - 重力是宇宙中的主导力量,估计的85%的质量是暗物质 - 但研究人员希望扩大他们的AI才能考虑其他力量,包括负责明星形成的责任那超新星, 和更多。

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