Porovnání modelů vesmíru s D3M a modelem 2LPT(second-order perturbation theory). Čím více jiných barev než je modrá, tím více chyb. Kredit: S. He et al. /PNAS 2019.

Umělé inteligence si dnes troufnou už asi na vše. Jsou neúnavné, nelítostné a nekonečně kreativní. Astrofyzici nedávno využili služeb umělé inteligence, vůbec poprvé, k vytvoření obsáhlých 3D simulací vesmíru. Výsledek je naprosto fascinující. Simulace vesmíru umělou inteligencí jsou neobyčejně rychlé, detailní, a aby toho nebylo málo, lidští tvůrci se dušují, že vlastně přesně nevědí, jak inteligence své vesmíry simuluje.

Shirley Ho z americké Carnegie Mellon University a výzkumné nadace Simons Foundation, která byla členkou výzkumného týmu, upozorňuje, že simulace vytvořené umělou inteligencí jsou extrémně rychlé. Srovnatelné simulace, které jsou vytvořené jiným způsobem, vznikají dlouhé minuty. Inteligence to zvládne během pár milisekund. Extrémní je podle všeho i přesnost těchto nových simulací vesmíru.

Shirley Ho. Kredit: Simons Foundation.

Tvůrci projektu Deep Density Displacement Model, neboli D3M, prý nebyli nejvíce překvapeni ani rychlostí, ani přesností simulací. Šokovalo je hlavně to, že D3M dovede velmi přesně simulovat vesmír, když změní některé z parametrů, například množství temné hmoty ve vesmíru. Vtip je totiž v tom, že umělá inteligence netrénovala na datech, v nichž by takové parametry byly změněné.

Podle Ho je to jako když by někdo trénoval umělou inteligenci na spoustě obrázků psů a koček a inteligence by pak dovedla rozpoznávat slony. Zatím nikdo netuší, jak to inteligence D3M dokáže. Podle samotných tvůrců projektu je to velká záhada, na které teď chtějí intenzivně pracovat.

D3M modeluje vliv gravitace na vývoj vesmíru. Podle toho, co zatím o vesmíru víme, je právě gravitace daleko nejvýznamnější silou, která rozhoduje o podobě vesmíru v těch největších měřítcích. Dnešní nejvíce přesné simulace vesmíru modelují chování miliard částic během celé simulované historie vesmíru. Na výkonných počítačových systémech jedna taková simulace zabere asi 300 hodin. Rychlejší metody simulací vesmíru to stihnou asi za 2 minuty, ale zaplatí za to výrazně menší přesností výsledné simulace.

Carnegie Mellon University, logo.

Ho a její tým nakrmili umělou inteligenci D3M osmi tisíci různých simulací vesmíru od jednoho z nejvíce přesných modelů, které jsou dnes k dispozici. D3M s umělou inteligencí poté sám simuloval vesmír, přesněji řečeno výsek vesmíru v podobě krychle o hraně 600 milionů světelných let. D3M to zvládl za 30 milisekund, a mnohem přesněji než soudobé modely s rychlou simulací vesmíru.

Tvůrci simulátoru vesmíru D3M s umělou inteligencí jsou přesvědčeni, že jeho pozoruhodná schopnost simulovat se změnami parametrů, které netrénoval, z něj dělají velmi užitečný nástroj. Mohl by se hodit například pro simulace hydrodynamických jevů. O to víc teď tvůrci D3M touží zjistit, jak vlastně jejich model funguje.

Video:  Large Scale Structure - Lecture 1 / Shirley Ho



Literatura
Simons Foundation 26. 6. 2019, PNAS online 21. 6. 2019.