Ilmuwan Gunakan AI untuk Ciptakan Simulasi Galaksi Bima Sakti

Washington, REQNews.com -- Kali pertama ilmuwan menggunakan kecerdasan buatan (AI) untuk menciptakan simulasi yang memodelkan setiap 100 miliar bintang di galaksai Bima Sakti, untuk menjalankan fisika skala 100 kali lebih cepat dibanding metode sebelumnya.

Terobosan baru ini memberikan ilmuwan pandangan paling detail tentang bagaimana galaksi berevolusi. Model ini menawarkan tingkat evolusi luar biasa yang telah dikejar para astrofisikawan selama beberapa dekade.

Hingga saat ini, simulasi tercanggih menggabungkan bintang-bintang ke dalamkelompok-kelompok besar, menghaluskan fisika skala kecil yang membentuk bagaimana galaksi tumbuh dan berubah.

Memadukan pembelajaran mendalam dengan pemodelan berbasis fisika tradisional, sejumlah pakar menghasilkan simulasi skala galaksi 100 kali lebih cdpat dibading teknik sebelumnya, sekaligus menggunakan bintang 100 kali lebih banyak.

Mengapa Simulasi Bima Saki Begitu Sulit

Untuk memahami bagaimana Bima Sakti terbentuk dan terus berevolusi, para ilmuwan membutuhkan model yang menangkap segala -- mulai dari struktur spiral galaksi yang luas hingga perilaku bintng-bintang individual dan supernova.

Namun, fisika yang terlihat -- gravitasi, dinamika gas, pengayaan kimia, dan kematian bintang yang eksplosif -- terjadi dalam rentang waktu sangat berbeda.

Menangkap peristiwa cepat seperti ledakan supernova membutuhkan simulasi untuk melangkah maju dalam peningkatan yang sangat kecil, sebuah proses yang sangat menuntut komputasi sehingga pemodelan sejarah galaksi selama satu miliar tahun dapat memakan waktu puluhan tahun.

Jalan Pintas AI

Proyek ini, sebuah kolaborasi yang dipimpin peneliti Keiya Hirashima di RIKEN Center for Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences (iTHEMS) di Jepang, bersama rekan-rekannya dari Universitas Tokyo dan Universitas Barcelona, baru-baru ini dipresentasikan di SC'25 -- sebuah Konferensi Internasional untuk Komputasi Jaringan, Penyimpangan, dan Analisis Kinerja Tinggi.

Tim Hirashima memacahkan masalah ini dengan memperkenalkan model pengganti pembelajaran mendalam. Dilatih dengan simulasi perilaku supernova beresolusitinggi, AI belajar memprediksi bagaimana gas menyebar dalam 100 ribu tahun setelah ledakan.

Simulasi utama dapat berjalan jauh lebih cepat, sambil mempertahankan detail peristiwa supernova. Pendekatan ini divalidasi menggunakan data dari superkomputer Fugau Jepang dan sistem Miyabi Universitas Tokyo

Hasilnya adalah simulasi Bima Sakti skala penuh yang mencapai resolusi bintang individual yang sesungguhnya dan berjalan jauh lebih efisien.

Satu juta tahun evolusi galaksi kini hanya membutuhkan waktu 2,78 jam, yang berarti satu miliar tahun dapat disimulasikan dalam waktu sekitar 115 hari, bukan 36 tahun.

'Alat sejati untuk penemuan ilmiah'

Meskipun pencapaian ini merupakan tonggak sejarah bagi astrofisika, implikasinya jauh melampaui sains antariksa.

"Metode serupa dengan metode kami dapat diterapkan pada simulasi pembentukan struktur skala besar kosmik, akresi lubang hitam, serta simulasi cuaca, iklim, dan turbulensi," demikian pernyataan dalam makalah tersebut.

Metode hibrida AI-fisika seperti ini dapat mempercepat model-model tersebut secara drastis, berpotensi membuatnya lebih cepat dan lebih akurat.

"Saya yakin bahwa mengintegrasikan AI dengan komputasi performa tinggi menandai perubahan mendasar dalam cara kita menangani masalah multiskala dan multifisika di seluruh ilmu komputasi," ujar Hirashima.

"Pencapaian ini juga menunjukkan bahwa simulasi yang dipercepat AI dapat melampaui pengenalan pola dan menjadi alat yang sesungguhnya bagi penemuan ilmiah—membantu kita melacak bagaimana unsur-unsur pembentuk kehidupan itu sendiri muncul di galaksi kita," tambahnya.

Langkah selanjutnya bagi tim ini adalah meningkatkan skala teknik ini lebih lanjut dan mengeksplorasi penerapannya pada pemodelan sistem Bumi.