Για να αντιληφθούμε πόσο μικροί είμαστε στο Σύμπαν, αρκεί να μείνουμε για λίγη ώρα στο απόλυτο σκοτάδι με το βλέμμα μας στραμμένο προς τον ουρανό. Καθώς τα μάτια μας προσαρμόζονται, αρχίζει να εμφανίζεται μια αχνή λωρίδα φωτός που διασχίζει τον ουρανό.
Είναι ο Γαλαξίας μας και κάθε σημείο του φωτεινού αυτού χάρτη αντιστοιχεί σε ένα ή περισσότερα άστρα. Μαζί συνθέτουν μια κοσμική «θάλασσα» φωτός, μέσα στην οποία υπάρχουν επίσης πλανήτες, νέφη αερίων και σκόνης, μαύρες τρύπες και ενέργεια σε διάφορες μορφές, όλα «δεμένα» μεταξύ τους μέσω της βαρύτητας.
Οι αστρονόμοι εκτιμούν ότι το Σύμπαν μπορεί να περιέχει έως και ένα επτάκις εκατομμύριο άστρα, δηλαδή τον αριθμό 1 ακολουθούμενο από 24 μηδενικά. Μόνο ο Γαλαξίας μας περιλαμβάνει περισσότερα από 100 δισεκατομμύρια άστρα, ανάμεσά τους και τον εκτενώς μελετημένο Ηλιο μας. Κάθε άστρο έχει τη δική του πορεία ζωής: γεννιέται μέσα σε πυκνά σύννεφα αερίου και σκόνης, ζει έως και δισεκατομμύρια χρόνια και τελικά πεθαίνει, πολλές φορές με έναν εκρηκτικό θάνατο, ικανό να αναδιαμορφώσει ολόκληρη τη «γειτονιά» του.
Το εντυπωσιακότερο όμως είναι ότι, κοιτάζοντας τον ουρανό, βλέπουμε τα γεγονότα όπως συνέβησαν στο παρελθόν: το φως των περισσότερων άστρων χρειάστηκε ως και δεκάδες χιλιάδες χρόνια για να φτάσει σε εμάς. Κάθε φωτεινή κουκκίδα που παρατηρούμε είναι σαν μια «φωτογραφία» από το παρελθόν του Γαλαξία.
Ακόμα και με τη βοήθεια της πιο σύγχρονης τεχνολογίας, η δημιουργία μιας πιστής προσομοίωσης αυτού του παρελθόντος παραμένει εξαιρετικά δύσκολη μιας και η τεράστια ποικιλία των «συστατικών» του Γαλαξία οδηγεί σε αμέτρητες αλληλεπιδράσεις και δυναμικές καταστάσεις, οι οποίες εκτυλίσσονται ταυτόχρονα σε αχανείς κλίμακες χώρου και χρόνου.
Απαντώντας δυναμικά σε αυτή την πρόκληση, μια διεθνής ομάδα επιστημόνων από την Ιαπωνία και την Ισπανία δημιούργησε την πιο ολοκληρωμένη προσομοίωση του Γαλαξία μας έως σήμερα, χάρη στο «πάντρεμα» των υπερυπολογιστών με την Τεχνητή Νοημοσύνη (ΤΝ).
Μια υπερ-μηχανή του χρόνου
Φανταστείτε να κοιτάζετε τον ουρανό και να βλέπετε καθένα από τα 100 δισεκατομμύρια άστρα του Γαλαξία μας όπως ήταν πριν από 10 χιλιάδες χρόνια. Αυτό ακριβώς κατάφεραν επιστήμονες υπό την καθοδήγηση του Κέια Χιρασίμα από το Ινστιτούτο RIKEN στην Ιαπωνία. Η ομάδα αναπαρέστησε ψηφιακά – και ξεχωριστά – περισσότερα από 100 δισεκατομμύρια άστρα του Γαλαξία μας, σε μια προσομοίωση πιο πολύπλοκη και από το να προσπαθεί κάποιος να παρακολουθήσει κάθε κόκκο άμμου σε μια έρημο κατά τη διάρκεια ισχυρής αμμοθύελλας.
Το επίτευγμα κατέστη δυνατό χάρη σε υπολογιστές με τη συνολική επεξεργαστική ισχύ των 7 εκατομμύριων πυρήνων και σε μια πρωτοποριακή ιδέα: την εκπαίδευση της ΤΝ ώστε να κατανοεί τι συμβαίνει κατά τη διάρκεια μιας «σουπερνόβα», δηλαδή της ισχυρής έκρηξης που σηματοδοτεί τον θάνατο ενός άστρου. Οι σουπερνόβα εξελίσσονται ταχύτατα και αποτελούσαν έως σήμερα το βασικό περιοριστικό στάδιο όλων των μεγάλων προσομοιώσεων.
Εφαρμογές πέρα από την Αστροφυσική
Το νέο έξυπνο μοντέλο, αντί να υπολογίζει τις συνέπειες κάθε έκρηξης από το μηδέν, προβλέπει την εξέλιξή της χρησιμοποιώντας όσα έμαθε από τη μελέτη χιλιάδων προηγούμενων εκρήξεων. Με αυτή τη μέθοδο, οι επιστήμονες μπορούν πλέον να εξετάσουν ταχύτατα πώς διαμορφώνονται τα χημικά στοιχεία, πώς εξελίσσεται η δομή του Γαλαξία και πώς το υλικό από τις εκρήξεις των άστρων ανακυκλώνεται και συμμετέχει στη γέννηση νέων.
Το πιο εντυπωσιακό είναι ότι αυτή η τεχνική δεν περιορίζεται στην Αστροφυσική. Παρόμοια «έξυπνα» υπολογιστικά μοντέλα μπορούν να βοηθήσουν στη μελέτη αντίστοιχων πολυπαραγοντικών συστημάτων: του κλίματος, των ωκεανών και των οικοσυστημάτων, όπου μικρές και μεγάλες διεργασίες βρίσκονται σε συνεχή αλληλεπίδραση.
Πηγή: tovima.gr