Modelar nossa galáxia sempre foi um desafio quase absurdo. A Via Láctea tem mais de 100 bilhões de estrelas, além de gás, poeira e matéria escura. As simulações tradicionais até mostram o comportamento geral, mas não conseguem representar cada estrela.
O motivo? Fenômenos muito rápidos — como explosões de supernovas — obrigam os computadores a processarem intervalos minúsculos de tempo, atrasando tudo.
Mas um grupo de pesquisadores do Japão, Espanha e Reino Unido decidiu encarar o impossível — e conseguiu.
O desafio: simular 1 bilhão de anos, 100 anos por vez
Para entender o tamanho do problema, é assim que funcionam as simulações tradicionais:
- Cada avanço de tempo precisa ser minúsculo (às vezes, 100 anos).
- A evolução completa da galáxia exige 1 bilhão de anos simulados.
- Mesmo os maiores supercomputadores levariam décadas para terminar o cálculo.
É como tentar assistir a um filme avançando quadro por quadro — por anos.
O maior gargalo sempre foi a supernova. Esses eventos mudam o comportamento do gás em escalas muito rápidas, forçando o supercomputador a parar, recalcular, e continuar. Repetidas milhões de vezes.
A virada: IA prevê o comportamento do gás em vez de calcular tudo
A equipe liderada por Keiya Hirashima, do centro iTHEMS no Japão, apresentou uma solução brilhante na SC ’25, maior conferência de supercomputação do mundo.
Eles combinaram física real com inteligência artificial.
Em vez de simular cada explosão de supernova em detalhe, treinaram um modelo para prever o resultado.
Funciona assim:
- O supercomputador detecta uma supernova.
- Esse evento é enviado ao modelo de IA.
- A IA prevê como o gás ao redor vai se comportar nos próximos 100 mil anos.
- A simulação segue em frente sem interrupção.
O resultado? Uma aceleração absurda.
Antes: 315 horas para simular 1 milhão de anos.
Agora: 2h46.
Antes: 36 anos para simular 1 bilhão de anos.
Agora: pouco mais de 100 dias.
Uma redução de 113 vezes no tempo total.
Um supercomputador monstruoso — e agora mais inteligente
Além da IA, o projeto só foi possível graças ao Fugaku, o supercomputador japonês que já foi o mais rápido do mundo.
Ele operou com mais de 7 milhões de núcleos de processamento e capacidade para simular 300 bilhões de partículas, superando o limite anterior (menos de 1 bilhão).
O sistema foi dividido em dois grupos de nós:
- um para simular toda a Via Láctea;
- outro dedicado exclusivamente às supernovas.
Assim, a “parte problemática” era isolada e resolvida pela IA enquanto o resto da galáxia seguia evoluindo em tempo real.
O poder da U-Net: quando IA supera até modelos físicos
A inteligência artificial usada é baseada na U-Net, uma arquitetura conhecida por criar imagens médicas e mapas de densidade — mas aqui adaptada para prever:
- densidade do gás,
- temperatura,
- velocidade,
- e a morfologia das nuvens após supernovas.
Os valores variam em até seis ordens de magnitude, então a equipe usou versões logarítmicas dos dados para evitar erros.
Outro detalhe importante: tudo foi otimizado para funcionar via CPU, sem depender de GPU, evitando gargalos de transferência.
O resultado impressionou até os próprios cientistas. A IA conseguiu reproduzir estruturas que modelos matemáticos tradicionais não conseguiam gerar, como padrões turbulentos de gás extremamente complexos.
Para além da Via Láctea: o que esse método pode transformar
A técnica não serve só para astronomia. Segundo os pesquisadores, ela pode revolucionar qualquer área que combine processos muito rápidos e muito lentos, como:
- previsão do clima;
- modelagem de turbulências oceânicas;
- simulações de formação de estruturas cósmicas;
- evolução de galáxias inteiras.
Keiya Hirashima resume o impacto:
“Mostramos que a inteligência artificial não serve apenas para reconhecer padrões, mas também para ajudar na descoberta científica.”
A primeira simulação da Via Láctea estrela por estrela não é só um marco tecnológico — é uma amostra de como a IA está mudando o futuro da ciência. Pela primeira vez, conseguimos visualizar nossa própria galáxia com um nível de precisão que antes era impossível. E isso é só o começo.
[Fonte: Correio Braziliense]
