Superkomputer Buat Simulasi Terdetail Bimasakti, Proses 100 Kali Lebih Cepat

TIM ilmuwan Jepang berhasil menciptakan simulasi superkomputer paling detail dari galaksi Bimasakti dengan menggabungkan kecerdasan buatan dan pemodelan numerik. Inovasi ini memungkinkan astronom memetakan miliaran tahun evolusi galaksi hanya dalam hitungan bulan, jauh lebih cepat dibandingkan metode sebelumnya yang dapat memakan waktu puluhan tahun.

Simulasi baru ini berisi 100 miliar partikel yang mewakili jumlah bintang mendekati populasi nyata Bimasakti. Sebagai perbandingan, simulasi terbaik sebelumnya hanya mampu memodelkan sekitar satu miliar partikel dan berjalan sangat lambat. Untuk memproses satu juta tahun evolusi galaksi saja dibutuhkan waktu 315 jam atau sekitar 13 hari. Artinya, untuk menghasilkan satu miliar tahun evolusi galaksi diperlukan waktu hampir 36 tahun komputasi.

Kemajuan signifikan ini dicapai tim yang dipimpin Keiya Hirashima dari RIKEN Center for Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences, Jepang. Mereka mengembangkan metode baru yang memungkinkan simulasi mencakup peristiwa jangka pendek dan jangka panjang secara bersamaan.

Baca juga : Lebih dari 50 Persen Perusahaan Game Jepang Gunakan AI untuk Pengembangan

Pada simulasi sebelumnya, setiap partikel mewakili 100 bintang sehingga detail fenomena kecil, seperti dampak satu ledakan supernova, tidak dapat tergambarkan. Padahal, peristiwa jangka pendek seperti supernova sering berperan besar dalam membentuk evolusi kimia dan struktur galaksi dalam jangka panjang.

Untuk mengatasi keterbatasan itu, tim Hirashima menggunakan model surrogate berbasis deep learning. Model ini dilatih menggunakan data resolusi tinggi dari fenomena supernova, sehingga mampu memprediksi bagaimana sisa ledakan supernova menyebar ke medium antarbintang selama 100.000 tahun. Peristiwa ini penting karena ledakan supernova mendorong, meratakan, dan memperkaya gas serta debu dengan unsur baru yang kemudian membentuk generasi bintang berikutnya.

Model tersebut kemudian digabungkan ke dalam simulasi numerik berskala besar yang menggambarkan dinamika keseluruhan galaksi. Hasilnya, simulasi dapat memperhitungkan dampak peristiwa supernova skala kecil ke dalam proses evolusi galaksi yang lebih luas.

Baca juga : Pemerintah Jepang Rilis Video AI Simulasi Letusan Gunung Fuji

Metode ini juga secara drastis mempercepat waktu pemrosesan. Jika sebelumnya satu juta tahun simulasi membutuhkan 315 jam, kini hanya memerlukan sekitar 2,78 jam. Dengan kecepatan tersebut, memodelkan satu miliar tahun evolusi galaksi hanya memakan waktu 115 hari.

“Saya percaya menggabungkan AI dengan komputasi berkinerja tinggi menandai perubahan mendasar dalam cara kita menangani permasalahan multi-skala dan multi-fisika,” ujar Hirashima dalam keterangan resmi.

Hirashima menambahkan bahwa metode ini tidak terbatas pada astrofisika. Dengan penyesuaian, teknologi tersebut dapat digunakan untuk pemodelan iklim, lautan, atau cuaca. Bidang yang juga dipengaruhi oleh interaksi fenomena skala kecil dan besar.

Pencapaian ini dinilai berpotensi mengubah cara ilmuwan mempelajari bagaimana galaksi terbentuk, berkembang, dan mengalami evolusi kimia. “Pencapaian ini juga menunjukkan bahwa simulasi berbasis AI dapat melampaui sekadar pengenalan pola dan menjadi alat nyata untuk penemuan ilmiah, membantu kita menelusuri bagaimana unsur-unsur pembentuk kehidupan muncul di galaksi kita,” kata Hirashima. (Space/Z-2)