Il modo in cui comprendiamo la Via Lattea sta cambiando radicalmente. Ciò anche grazie a un nuovo traguardo nella fisica computazionale. Per la prima volta, un gruppo internazionale di ricercatori è riuscito a simulare l’evoluzione di oltre 100 miliardi di stelle. Il tutto riproducendo la complessità della nostra galassia con un dettaglio mai raggiunto prima. Tale risultato è stato possibile combinando la potenza dei supercomputer con l’uso dell’intelligenza artificiale. La sfida principale delle simulazioni galattiche risiedeva da sempre nella difficoltà di coniugare scala e risoluzione. I modelli dettagliati riuscivano a rappresentare solo singoli processi fisici. Mentre quelli estesi trattavano interi gruppi di stelle come unità semplificate, sacrificando la precisione. La Via Lattea, con le sue centinaia di miliardi di componenti, richiedeva un approccio innovativo. Il team guidato da Keiya Hirashima del RIKEN Center for Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences ha quindi sviluppato una strategia ibrida. Qui la simulazione tradizionale della dinamica dei gas, delle esplosioni di supernovae e delle interazioni gravitazionali viene affiancata da una rete neurale profonda.
Ecco come è stata realizzata la simulazione della Via Lattea
L’AI interviene prevedendo come il gas si muoverà nei decenni di migliaia di anni successivi a eventi stellari estremamente rapidi. Grazie all’addestramento su simulazioni ad altissima risoluzione, troppo lente da integrare direttamente nei modelli galattici completi, il sistema può ora riprodurre un milione di anni di evoluzione. Il tutto in appena 2,78 ore. Ciò significa che un miliardo di anni, prima impossibile da simulare in tempi umani, può essere analizzato in circa 115 giorni. La validità dei risultati è stata confermata tramite confronti con i supercomputer Fugaku e Miyabi. Garantendo così coerenza con le simulazioni convenzionali.
Tale capacità non si limita a migliorare l’efficienza computazionale: apre la possibilità di osservare fenomeni finora invisibili. Come la distribuzione degli elementi pesanti prodotti dalle supernovae e l’effetto cumulativo delle nubi di gas espulse dalle esplosioni stellari. Tale approccio rappresenta un nuovo paradigma nella fisica computazionale e apre scenari futuri per lo studio dettagliato di altre galassie e di fenomeni cosmologici su larga scala. La possibilità di combinare precisione e velocità trasforma il modo in cui osserviamo l’universo.
