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Recrear las estrellas de la Vía Láctea de forma individual fue, durante décadas, un reto inalcanzable. Ahora, un equipo de investigadores de Japón y España presentó la primera simulación que logró representar con precisión más de 100.000 millones de estrellas en un modelo de 10.000 años.
El avance, divulgado el sábado 15 de noviembre en las Actas de la Conferencia Internacional sobre Computación de Alto Rendimiento, Redes, Almacenamiento y Análisis, marca un hito para la ciencia. Por primera vez, un modelo numérico logró capturar la complejidad estelar de la galaxia con 100 veces más detalles y 100 veces más rápido que los métodos anteriores.
Obstáculos cósmicos
Modelar una galaxia exige incluir gravedad, dinámica de fluidos, explosiones de supernovas y síntesis de elementos, con eventos que ocurren a escalas de tiempo y espacio muy diferentes. Las simulaciones más potentes hasta hoy solo alcanzaban masas similares a 1.000 millones de soles, muy por debajo de la realidad galáctica.
El problema radicaba en la escala. En estos modelos, el elemento más pequeño no era una estrella, sino un conjunto de 100 soles. Por esta razón, eventos como una supernova no podían analizarse con precisión sin acortar los intervalos entre pasos de simulación, lo que exigía un enorme poder computacional.
Una simulación física tradicional requería 315 horas por cada millón de años de evolución. Bajo ese ritmo, recrear mil millones de años tomaría más de 36 años reales. Incluso con miles de núcleos de supercomputación, los recursos energéticos y la eficiencia limitaban las capacidades.
La solución vino de la inteligencia artificial
Investigadores desarrollaron un modelo híbrido. Entrenaron un sistema de deep learning con simulaciones detalladas de una supernova. Así, el modelo pudo anticipar cómo se expandía el gas durante 100.000 años tras la explosión, sin necesidad de calcular todo el entorno físico en cada paso.
Este atajo permitió representar fenómenos microscópicos y dinámica galáctica al mismo tiempo. Con menor carga de cálculo para el modelo principal, la simulación alcanzó una resolución inédita.
Resultados y proyección científica
Con este método, los científicos lograron simular una galaxia con más de 100.000 millones de estrellas y completaron un millón de años de evolución en solo 2,78 horas. Esto habilitó la posibilidad de simular mil millones de años en solo 115 días, una tarea que antes habría tomado más de tres décadas.
Uno de los autores, Keiya Hirashima, del Centro RIKEN de Ciencias Teóricas y Matemáticas Interdisciplinares, explicó que la fusión de inteligencia artificial con cómputo de alto rendimiento transformó el abordaje de problemas complejos. Para él, esta metodología no solo favorece la astrofísica, sino también áreas como el clima y la meteorología, que dependen de modelos multifísicos y multiescala.
Los científicos estiman que esta nueva técnica puede aplicarse a otros desafíos, como simular el origen de elementos químicos fundamentales para la vida en la galaxia, o entender el comportamiento del clima en escalas globales.
*La creación de este contenido contó con la asistencia de inteligencia artificial. La fuente de esta información es de un medio del Grupo de Diarios América (GDA) y revisada por un editor para asegurar su precisión. El contenido no se generó automáticamente.
