Ученые изучили образование тяжелых элементов при столкновении нейтронных звезд
Астрофизики из Центра изучения тяжелых ионов в Гельмгольце (Германия) с помощью нейронных сетей успешно смоделировали в режиме реального времени образование тяжелых элементов в результате столкновения нейтронных звезд. Об этом сообщило Zamin.uz.
Этот новый метод, получивший название «Райн», открывает новую эру в использовании возможностей искусственного интеллекта для изучения самых сложных физических процессов во Вселенной. Результаты данного исследования считаются важным шагом в понимании тайн космоса.
Появление золота, платины и многих других тяжелых металлов во Вселенной связано именно с взаимным столкновением нейтронных звезд и процессом быстрого захвата нейтронов. До этого времени ученые сталкивались с большими трудностями при расчете этого процесса.
Основная причина заключалась в том, что мощности даже самых мощных суперкомпьютеров было недостаточно для одновременного расчета взаимодействия почти трех тысяч различных изотопов. Ранее такие симуляции проводились в два этапа.
Сначала моделировалось само столкновение, а затем отдельно рассчитывались ядерные реакции. Однако этот подход не был лишен недостатков, так как он не полностью учитывал влияние энергии, выделяющейся при движении вещества.
Новый же метод объединил эти два процесса в единое целое с помощью нейронных сетей. Исследователи создали комплекс, состоящий из шестнадцати специализированных нейронных сетей.
Вместо того чтобы отслеживать тысячи изотопов по отдельности, они анализируют несколько основных физических характеристик среды, а именно доли нейтронов, протонов и тяжелых ядер. Это позволило в несколько раз увеличить скорость вычислений, приблизив процесс к режиму реального времени.
Испытания, проведенные с помощью новой модели, показали неожиданные результаты. Выяснилось, что при учете энергии, выделяющейся в результате процесса быстрого захвата нейтронов, средняя скорость вещества, выбрасываемого в космос, увеличивается на сорок процентов, а его масса — на двадцать процентов.
Эта энергия помогает веществу преодолеть силу притяжения черной дыры, которая считается центральным объектом. Кроме того, данные, полученные с помощью нейронной сети, позволяют точнее предсказать яркость килоновой — вспышки, происходящей после столкновения нейтронных звезд.
Согласно расчетам, через десять дней после столкновения такая вспышка будет в два раза ярче, чем предполагалось ранее. Это поможет астрономам получать более точные данные при наблюдении за различными космическими явлениями с помощью телескопов.
В настоящее время эта новая разработка и модели нейронных сетей переданы в открытый доступ. Это послужит новым инструментом для ученых всего мира в изучении самых загадочных процессов во Вселенной и анализе данных будущих обсерваторий гравитационных волн.
Данная технология является ярким примером успешного слияния современной астрофизики и искусственного интеллекта и вносит огромный вклад в развитие науки.
