Міжнародна команда вчених розробила нову модель штучного інтелекту RHINE, яка допомогла точніше відтворити процес народження найважчих елементів у Всесвіті. Йдеться про золото, уран та інші метали, походження яких десятиліттями залишалося однією з найбільших загадок астрофізики.
Про це повідомляє Physical Review D.
Вчені пояснюють, що важкі елементи утворюються під час надпотужних космічних подій — вибухів наднових або зіткнень нейтронних зірок.
У такі моменти запускається так званий r-процес — швидке захоплення нейтронів, коли атомні ядра миттєво поглинають вільні нейтрони.
Після цього нейтрони перетворюються на протони, а ядра поступово стають дедалі важчими, формуючи елементи на кшталт золота та урану.
До цього моменту моделювання таких процесів було надзвичайно складним. Для цього потрібно одночасно враховувати поведінку тисяч ізотопів, що вимагало колосальної обчислювальної потужності.
Саме тут у гру вступив штучний інтелект. Модель RHINE спочатку навчали на величезній базі референтних розрахунків із повним набором ядерних реакцій.
Після цього алгоритм навчився самостійно прогнозувати швидкість виділення ядерної енергії під час гідродинамічних симуляцій.
Це дозволило вченим суттєво скоротити час обчислень без втрати точності.
Ефективність нової моделі перевірили на реальних астрономічних даних. Для цього використали спостереження за зіткненням двох нейтронних зірок, яке сталося 17 серпня 2017 року в галактиці NGC 4993.
Тоді космічний телескоп Hubble зафіксував згасання кілонової — потужного спалаху, який виникає після такого зіткнення.
Результати показали, що RHINE з високою точністю відтворює процеси виділення тепла, які впливають на швидкість розльоту космічної матерії та електромагнітні сигнали.
Автори дослідження вже виклали код моделі у відкритий доступ. У майбутньому RHINE допоможе пов’язати фізичні експерименти на новому прискорювачі FAIR із реальними спостереженнями за зоряними катастрофами.