ИИ создал 3D-симуляцию Вселенной, но ученые не знают, как это получилось

Впервые астрофизики использовали искусственный интеллект для создания 3D-симуляции Вселенной. Результаты настолько точные и надежные, что создатели не уверены в том, как все это работает

3D-модель Вселенной, построенная с помощью алгоритма D3M /©S. He et al., Proceedings of the National Academy of Sciences 2019

Скорость и точность проекта, названного Deep Density Displacement Model, или D³M, не были самым большим сюрпризом для исследователей. Реальный шок состоял в том, что D³M мог точно имитировать, как будет выглядеть Вселенная, если изменить некоторые ее параметры, например процент темной материи. Но при обучении алгоритм не получал никаких данных о том, что происходит при изменении этих параметров.

Программу создали ученые из Центра вычислительной астрофизики Института Флэтайрон в Нью-Йорке. Компьютерное моделирование, подобное тому, которое было сделано моделью D³M, существенно продвинуло вперед теоретическую астрофизику.

Ученые хотят знать, как космос может развиваться при различных сценариях, например при изменении темной энергии со временем. Такие исследования требуют выполнения тысяч операций, а D³M строит симуляции быстро и очень точно. Это делает ее уникальной в своем роде.

В частности, новый алгоритм может моделировать изменение гравитационной силы. Исследователи решили сосредоточиться только на гравитации, потому что она определяет большинство процессов, происходящих на уровне планет и звезд.

Поэтому ученые «скормили» нейронной сети D³M более 8000 различных симуляций Вселенной, которые создала другая программа. В результате, когда исследователи запустили новый алгоритм, он смог воссоздать модель Вселенной диаметром в 600 миллионов световых лет за 30 миллисекунд. При этом его погрешность составила менее трех процентов по сравнению с программами, которые потратили на процесс более 300 часов.

Но, несмотря на такие впечатляющие результаты, создатели D³M до сих пор не совсем понимают, как нейросети удалось создать симуляцию всего за несколько миллисекунд. Вполне возможно, что алгоритм пошел по пути наименьшего сопротивления и просто соединил несколько уже загруженных в него моделей в одну. Но это астрофизикам еще предстоит выяснить.