Publié le 17 novembre 2023 10h33. Des chercheurs ont réussi pour la première fois à simuler l’intégralité de notre galaxie, la Voie lactée, avec ses 100 milliards d’étoiles, sur une période de 10 000 ans, grâce à l’intégration d’algorithmes d’intelligence artificielle. Cette avancée ouvre de nouvelles perspectives en astrophysique, mais pourrait également bénéficier à d’autres domaines scientifiques comme la climatologie.
- La simulation inclut 100 fois plus d’étoiles que les modèles précédents et a été réalisée 100 fois plus rapidement.
- L’utilisation de l’IA a permis de modéliser avec précision l’impact des événements cataclysmiques comme les supernovas.
- Cette méthode pourrait être appliquée à des simulations complexes dans des domaines variés tels que la météorologie et l’étude du climat.
Une équipe de recherche internationale, dirigée par l’institut japonais Riken, a franchi une étape majeure dans la modélisation de l’univers. Jusqu’à présent, les simulations de la Voie lactée étaient limitées par la puissance de calcul nécessaire pour représenter un nombre suffisant d’étoiles. Les meilleures simulations existantes ne pouvaient modéliser qu’un maximum d’un milliard d’étoiles, obligeant les chercheurs à travailler avec des unités minimales de seulement 100 étoiles. Ce qui posait problème, comme l’expliquent les chercheurs, est qu’une seule étoile explosant en supernova peut avoir une influence considérable bien au-delà de son voisinage immédiat. Des études récentes ont même permis de reconstituer la géométrie initiale d’une supernova.
Avec les méthodes traditionnelles, simuler 1 million d’années d’évolution de la Voie lactée au niveau de détail actuel aurait nécessité 36 ans de calcul. Grâce à la nouvelle approche basée sur l’IA, ce même processus ne prend plus que 115 jours. L’équipe a notamment entraîné un modèle d’IA avec des simulations haute résolution d’explosions stellaires, permettant de dériver la propagation du gaz émis sur une période de 100 000 ans. Ainsi, les ressources de calcul ne sont plus gaspillées à recalculer ces processus à chaque étape de la simulation galactique, permettant de modéliser simultanément la dynamique globale de la galaxie et les phénomènes plus localisés comme les supernovas. Les résultats de la simulation ont été validés en les comparant aux données issues de simulations réalisées sur des superordinateurs.
Les chercheurs sont convaincus que cette approche innovante peut être étendue à d’autres disciplines scientifiques gourmandes en ressources informatiques. Ils citent notamment la modélisation de la météo, des océans et du climat, où il est crucial de relier des processus finement définis à des phénomènes à l’échelle du système. Leur travail démontre une fois de plus le potentiel des simulations accélérées par l’IA en tant qu’outil scientifique puissant. Dans le cas présent, cette simulation pourrait par exemple nous aider à comprendre comment les éléments chimiques qui composent la Voie lactée, et dont dépend la vie sur Terre, ont été créés. Les résultats de cette recherche ont été présentés lors de la conférence SC 25 sur le calcul intensif et sont accessibles au public.
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