_ Oamenii de știință folosesc AI pentru a investiga structura și comportamentul pe termen lung al galaxiilor

Oamenii de știință de la Bayreuth investighează structura și comportamentul pe termen lung al galaxiilor folosind modele matematice bazate pe teoria relativității a lui Einstein. Abordarea lor inovatoare folosește o rețea neuronală profundă pentru a prezice rapid stabilitatea modelelor de galaxii. Această metodă bazată pe inteligența artificială permite verificarea sau falsificarea eficientă a ipotezelor astrofizice în câteva secunde.

Obiectivul cercetării dr. Sebastian Wolfschmidt și Christopher Straub este de a investiga structura și comportamentul pe termen lung al galaxiilor. „Din moment ce acestea nu pot fi analizate pe deplin prin observații astronomice, folosim modele matematice ale galaxiilor”, explică Christopher Straub, doctorand la catedra de matematică VI de la Universitatea din Bayreuth.

„Pentru a lua ținând cont de faptul că majoritatea galaxiilor conțin o gaură neagră în centrul lor, modelele noastre se bazează pe teoria generală a relativității a lui Albert Einstein, care descrie gravitația ca fiind curbura spațiu-timpului cu patru dimensiuni.”

Matematicienii și astrofizicienii au fost cercetând proprietățile unor astfel de modele de galaxii timp de zeci de ani, dar rămân multe întrebări deschise. Pentru a ajuta la răspunsul la aceste întrebări, Straub și Wolfschmidt au implementat o rețea neuronală profundă, care reprezintă o abordare complet nouă în acest domeniu de cercetare.

Rețelele neuronale sunt modele de calcul puternice a căror structură este inspirată de cea a omului. creier. Ele sunt folosite în domeniul inteligenței artificiale pentru a detecta structuri complexe în cantități mari de date.

„Rețeaua neuronală poate prezice ce modele de galaxii pot exista în realitate și care nu”, spune dr. Sebastian Wolfschmidt. , cercetător asociat la Catedra de Matematică VI. „Rețeaua neuronală oferă o predicție semnificativ mai rapidă decât simulările numerice utilizate în trecut. Aceasta înseamnă că ipotezele astrofizice care au fost prezentate în ultimele decenii pot fi verificate sau falsificate în câteva secunde.”

Descoperirile lui Wolfschmidt și Straub au fost acceptate pentru publicare în revista Classical and Quantum Gravity.

„Lucrăm la aceste probleme la Catedra de Matematică VI din grupul de cercetare al Prof. Dr. Gerhard Rein din 2019. După diverse investigații analitice și numerice, ne-am dat seama în urmă cu aproximativ un an că utilizarea învățării automate poate fi deosebit de utilă pentru unele dintre problemele noastre. De atunci, am dezvoltat rețeaua neuronală profundă descrisă mai sus și avem deja planuri pentru aplicații ulterioare ale metodelor similare ”, spune Straub.

Calculele matematicienilor din Bayreuth au fost efectuate de supercalculatorul „Keylab HPC” de la Universitatea din Bayreuth, iar proiectul a rezultat dintr-o colaborare cu Catedra de Informatică Aplicată II. —Sisteme paralele și distribuite.

(Fluierul)