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Per capire davvero come funziona l’universo, oggi gli scienziati stanno facendo qualcosa di apparentemente assurdo: ne stanno costruendo uno finto. Dentro un computer. Può sembrare un gioco di prestigio, ma in realtà è una delle soluzioni più intelligenti e necessarie che l’astronomia moderna abbia escogitato per affrontare un problema gigantesco: una quantità di dati talmente vasta che nessun essere umano potrebbe mai analizzarla in tempo utile. Le simulazioni virtuali che stanno rivoluzionando l’astronomia moderna Tutto comincia con i nuovi telescopi, quelli capaci di scrutare il cielo come mai prima. Il Vera C. Rubin Observatory in Cile, per esempio, ha una missione ambiziosa: mappare l’intero emisfero sud del cielo ogni pochi giorni. Ogni volta che scatta una sessione di osservazione, genera decine di terabyte di immagini. Per dare un’idea, se qualcuno provasse a guardare queste immagini una per una, su uno schermo 4K, senza mai fermarsi, resterebbe comunque irrimediabilmente indietro: i dati arriverebbero circa 25 volte più velocemente di quanto si riuscirebbe a guardarli. E allora, cosa si fa quando il cielo ci parla troppo in fretta per essere ascoltato? Si chiedono rinforzi digitali. L’intelligenza artificiale entra in scena come alleato indispensabile, capace di setacciare questo oceano di informazioni in cerca di segnali nascosti: supernove, asteroidi erranti, persino indizi della sfuggente materia oscura. Ma qui nasce un’altra domanda: possiamo fidarci davvero? Come essere sicuri che un algoritmo non scambi un segnale prezioso per un rumore di fondo, o una stella lontana per un difetto nella fotocamera? È per rispondere a questa domanda che si costruiscono universi virtuali. Non per giocare a fare Dio, ma per allenare le macchine. Con un programma chiamato PhoSim, gli astronomi riescono a creare simulazioni incredibilmente dettagliate del cielo notturno. Non si tratta di una semplice immagine: ogni fotone, ogni particella di luce, viene simulato nel suo viaggio attraverso l’universo, fino a raggiungere il sensore del telescopio, attraversando l’atmosfera terrestre, rimbalzando sugli specchi, subendo tutte le distorsioni possibili. E qui sta il punto: poiché ogni elemento di questo cielo sintetico è stato programmato a priori, è possibile sapere con certezza cosa ci dovrebbe essere in quell’immagine. Così si può verificare se l’algoritmo lo individua davvero, se lo interpreta nel modo giusto. Ed è un modo potentissimo per affinare la nostra capacità di osservazione anche nel mondo reale. A partire da queste simulazioni, per esempio, si è scoperto come una variazione minuscola di temperatura su uno specchio possa causare distorsioni ottiche, o come il vento ad alta quota alteri la forma delle stelle. Insomma, per capire meglio il cosmo, dobbiamo prima imparare a ricrearlo. E in questo gioco di specchi tra reale e virtuale, a vincere è la conoscenza.

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L’intelligenza artificiale che impara a leggere il cielo notturno