Разработан инструмент изучения структуры Вселенной

Международная команда ученых разработала инструмент, который поможет быстрее и точнее исследовать "космическую паутину" - гигантскую сеть галактик и пустот, образующих структуру Вселенной. Новая программа, получившая название Effort.jl, способна выполнять вычисления, которые ранее требовали суперкомпьютеров, всего за несколько минут на обычном ноутбуке.

Как передает Day.Az, работа опубликована в журнале Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (JCAP).

Строить модели крупномасштабной структуры Вселенной - задача крайне ресурсоемкая. Одна из наиболее передовых теорий, эффективная теория поля крупномасштабной структуры, статистически описывает "скелет" Вселенной, связывая данные наблюдений с фундаментальной физикой. Однако обработка все возрастающих массивов данных, например от проектов DESI или европейской миссии Euclid, требует колоссальных вычислительных мощностей.

"Наш эмулятор фактически повторяет то, что делает модель, но гораздо быстрее и с меньшими затратами. Это как если бы нейросеть выучила отклики теории и научилась предсказывать новые комбинации параметров, не пересчитывая все заново", - пояснил Марко Боничи, исследователь Ватерлооского университета и ведущий автор работы.

По словам ученого, уникальность Effort.jl в том, что он использует знания о том, как именно изменяются предсказания при варьировании параметров. Это позволяет обучать систему на гораздо меньшем объеме примеров и экономить ресурсы. Более того, в ряде случаев эмулятор показал даже большую точность, чем сама модель, поскольку позволял включать части анализа, которые обычно приходится опускать ради скорости.

"Мы показали, что точность Effort.jl как на симулированных, так и на реальных данных близка к результатам самой модели, - подчеркнул Боничи. - Это значит, что у нас появился надежный инструмент, способный эффективно справляться с грядущими массивами информации от DESI и Euclid".

По мнению авторов, новый эмулятор может стать ключевым помощником астрофизиков в ближайшие годы, когда человечество получит самые детальные карты "космической паутины" за всю историю наблюдений.