IA cria maior simulação da Via Láctea já feita

Descoberta revolucionária na modelagem galáctica

Cientistas alcançaram um avanço monumental na astrofísica ao criar a maior e mais detalhada simulação da nossa Via Láctea já produzida. Utilizando inteligência artificial e supercomputação, os pesquisadores podem agora acompanhar mais de 100 bilhões de estrelas individuais ao longo de 10.000 anos de evolução galáctica - uma conquista considerada anteriormente impossível computacionalmente.

Superando barreiras computacionais

A principal inovação está em como a equipe de pesquisa, liderada por Keiya Hirashima no Centro de Ciências Teóricas e Matemáticas Interdisciplinares do RIKEN, abordou o desafio fundamental da física multi-escala. 'O problema era sempre que as galáxias evoluem ao longo de bilhões de anos, mas eventos cruciais como supernovas ocorrem em escalas de tempo de anos a milhares de anos,' explicou o Dr. Hirashima. 'Simulações tradicionais precisavam dar pequenos passos de tempo quando uma supernova ocorria, tornando simulações de bilhões de anos praticamente impossíveis.'

Previsão de supernovas com IA

O avanço veio ao treinar uma rede neural de aprendizado profundo para prever como o gás se expande após explosões de supernovas. Em vez de calcular cada explosão passo a passo, o sistema de IA pode prever diretamente a distribuição de gás após 100.000 anos. Isso permite que a simulação principal continue com grandes passos de tempo enquanto a IA lida com a física complexa das explosões estelares em segundo plano.

A equipe usou o poderoso supercomputador Fugaku do Japão junto com o sistema Miyabi da Universidade de Tóquio para executar a simulação. Os resultados são impressionantes: o novo modelo representa 300 bilhões de partículas (estrelas, gás e matéria escura) - mais de 300 vezes o recorde anterior.

Velocidade e escala sem precedentes

As melhorias computacionais são igualmente impressionantes. 'O que antes levava semanas, agora leva apenas horas,' disse um membro da equipe da Universidade de Tóquio. 'Podemos simular um milhão de anos de evolução galáctica em menos de três horas, comparado aos 36 anos que levaria com métodos convencionais para uma simulação de um bilhão de anos.'

Este aumento de velocidade de mais de 100 vezes torna possível pela primeira vez modelar toda a Via Láctea em resolução estelar individual. A simulação envolve 7 milhões de núcleos de CPU trabalhando em paralelo, criando a visão mais abrangente já obtida de nosso lar galáctico.

Implicações científicas e limitações

As implicações para a astronomia são profundas. Pesquisadores podem agora rastrear como elementos essenciais para a vida - carbono, oxigênio e ferro - se espalham pela Via Láctea através de explosões de supernovas. 'Isso nos ajuda a entender como os blocos de construção de planetas e da própria vida foram distribuídos pela Via Láctea,' observou um astrofísico da Universitat de Barcelona que colaborou no projeto.

Os pesquisadores reconhecem limitações, no entanto. O modelo de IA foi treinado em condições específicas e fornece aproximações em vez de cálculos exatos. Além disso, embora lide com supernovas com eficiência, outros processos complexos como formação de buracos negros e nascimento estelar de nuvens de gás ainda exigem métodos computacionais tradicionais.

Aplicações mais amplas

A tecnologia tem aplicações além da astrofísica. A mesma abordagem acelerada por IA poderia revolucionar a modelagem climática, previsão do tempo e outros campos que exigem integração de processos em diferentes escalas. 'Isso representa uma mudança fundamental em como abordamos problemas multi-escala e multi-física,' enfatizou o Dr. Hirashima. 'A IA está se movendo além do reconhecimento de padrões para se tornar uma ferramenta genuína de descoberta científica.'

A pesquisa foi apresentada na conferência de supercomputação SC '25 e marca uma nova era na ciência computacional, onde inteligência artificial e simulações de física tradicional trabalham juntas para desvendar mistérios do universo que antes estavam fora de nosso alcance.