Ученые открыли способ симулировать Вселенную на ноутбуке

Исследователи под руководством доктора Марко Боничи из Центра астрофизики Уотерлу разработали революционный инструмент Effort.jl (эффективная суррогатная модель теории поля), который позволяет анализировать огромные космологические наборы данных с помощью обычного ноутбука всего за несколько часов обработки. Этот инструмент представляет собой мощный эмулятор для Эффективной теории полевой структуры крупномасштабной структуры Вселенной (EFTofLSS), использующий передовые численные методы и интеллектуальные методы предварительной обработки данных для обеспечения исключительной вычислительной производительности при сохранении точности, требуемой в космологии.

Идея создания Effort.jl возникла из личного опыта Боничи с затратными по времени компьютерными моделями, где каждая корректировка параметра могла занимать дни дополнительных вычислений. Effort.jl относится к классу инструментов, известных как эмуляторы — обученные вычислительные сокращения, которые воспроизводят поведение больших, ресурсоёмких симуляций, но работают значительно быстрее. Это позволяет учёным исследовать множество возможных космических сценариев за долю времени и применять передовые техники, такие как сэмплирование на основе градиента.

Исследователи провели валидацию предсказаний Effort.jl, сравнив их с результатами EFTofLSS, и обнаружили небольшую погрешность, подтвердившую надёжность расчётов. Инструмент также может обрабатывать наблюдательные искажения в данных и легко настраиваться под нужды исследователя. В перспективе Effort.jl предполагается работать с ещё более крупными наборами космологических данных и может найти применение в других областях, включая моделирование погоды и климата.