Новая ИИ-модель ускорила моделирование слияний нейтронных звезд: как создаются тяжелые элементы

Ученые разработали модель искусственного интеллекта, которая существенно ускоряет моделирование слияний нейтронных звезд — одних из самых мощных событий во Вселенной. Исследование помогает понять, как в ходе этих процессов образуются тяжелые элементы, такие как золото, платина и уран.

Слияния нейтронных звезд — это космические катаклизмы, при которых два сверхплотных объекта сталкиваются, порождая гравитационные волны и выбрасывая вещество в окружающее пространство. Именно в таких условиях, как считают астрофизики, происходит синтез многих элементов тяжелее железа.

Традиционное компьютерное моделирование этих процессов требует огромных вычислительных ресурсов и может занимать недели даже на суперкомпьютерах. Новая AI-модель, основанная на нейросетях, решает эту проблему, сокращая время расчетов до нескольких минут.

Разработчики обучили нейросеть на данных, полученных из точных, но медленных физических симуляций. Теперь алгоритм способен быстро аппроксимировать результаты, сохраняя высокую точность. Это позволяет исследователям изучать широкий диапазон начальных условий и сценариев слияния.

По словам авторов, новый инструмент не только ускоряет фундаментальные исследования, но и улучшает прогнозирование наблюдательных сигналов. Например, точнее предсказывать светимость килоновых — вспышек, сопровождающих слияния, а также спектры выбрасываемого вещества.

Кроме того, модель поможет лучше интерпретировать данные гравитационно-волновых обсерваторий, таких как LIGO и Virgo, и связать их с наземными экспериментами по ядерной физике. В перспективе подобные AI-подходы могут быть применены и к другим астрофизическим процессам, включая взрывы сверхновых.

Работа опубликована в рецензируемом научном журнале. Исследователи отмечают, что модель находится в открытом доступе, и приглашают коллег к ее использованию для дальнейших открытий.