과학자들은 노트북에서 우주를 시뮬레이션하는 방법을 발견했습니다

이러한 노력을 주도하는 사람은 워털루 대학교 천체 물리학 워털루 센터의 박사후 연구원인 Marco Bonici 박사입니다. Bonici와 국제 팀은 Effort.jl을 만들었습니다. 유효장 이론 대용. 이 도구는 고급 수치 기술과 스마트 데이터 전처리 방법을 사용하여 우주론에서 요구되는 정확성을 유지하면서 탁월한 계산 성능을 제공합니다. 팀은 EFTofLSS(Effective Field Theory of Large-Scale Structure)를 위한 강력한 에뮬레이터로 이를 설계하여 연구자들이 그 어느 때보다 방대한 데이터 세트를 더 효율적으로 처리할 수 있도록 했습니다.

좌절을 혁신으로 전환

Effort.jl에 대한 아이디어는 시간이 많이 걸리는 컴퓨터 모델을 실행하는 Bonici의 경험에서 나왔습니다. 매개변수를 하나만 조정할 때마다 결과를 확인하는 데 며칠이 더 걸릴 수 있었습니다. 이러한 과제로 인해 그는 며칠이 아닌 몇 시간 만에 이러한 조정을 처리할 수 있는 더 빠르고 유연한 솔루션을 구축하게 되었습니다.

“Effort.jl을 사용하면 이전에는 많은 시간과 컴퓨터 성능이 필요했던 EFTofLSS와 같은 모델의 복잡한 데이터 세트를 실행할 수 있습니다”라고 Bonici는 설명했습니다. “DESI 및 Euclid와 같은 프로젝트를 통해 우주에 대한 지식을 확장하고 훨씬 더 큰 천문학적 데이터 세트를 만들어 탐색할 수 있는 Effort.jl을 통해 연구자들은 데이터의 미묘한 차이에 따라 작은 변경을 하면서 데이터를 더 빠르고 저렴하게 여러 번 분석할 수 있습니다.”

더 빠른 우주를 위한 더 스마트한 시뮬레이션

Effort.jl은 다음과 같은 도구 클래스에 속합니다. 에뮬레이터. 이는 대규모 리소스 집약적 시뮬레이션의 동작을 복제하지만 훨씬 더 빠르게 실행되는 훈련된 계산 바로가기입니다. 과학자들은 에뮬레이터를 사용하여 짧은 시간 안에 가능한 많은 우주 시나리오를 탐색하고 경사 기반 샘플링과 같은 고급 기술을 적용하여 복잡한 물리적 모델을 더 효율적으로 연구할 수 있습니다.

Bonici는 “우리는 EFTofLSS에서 나오는 예측과 Effort.jl에서 나오는 예측을 정렬하여 검증할 수 있었습니다.”라고 말했습니다. “오차 한계는 작았으며 Effort.jl에서 나오는 계산이 강력하다는 것을 보여주었습니다. Effort.jl은 데이터 왜곡과 같은 관측상의 문제도 처리할 수 있으며 연구원의 요구에 맞게 매우 쉽게 사용자 정의할 수 있습니다.”

인간의 전문 지식은 여전히 ​​중요합니다

인상적인 기능에도 불구하고 Effort.jl은 과학적 이해를 대체할 수 없습니다. 우주론자들은 매개변수를 설정하고, 결과를 해석하고, 의미 있는 결론을 보장하기 위해 물리적 통찰력을 적용하는 데 여전히 중요한 역할을 하고 있습니다. 전문 지식과 계산 능력의 결합이 시스템을 매우 효과적으로 만드는 것입니다.

앞으로 Effort.jl은 훨씬 더 큰 우주 데이터 세트를 처리하고 다른 분석 도구와 함께 작동할 것으로 예상됩니다. 연구원들은 또한 날씨 및 기후 모델링을 포함하여 천체물리학 이외의 영역에서도 이 방법의 잠재력을 확인하고 있습니다.

“Effort.jl: a fast and Differentiable Emulator for the Effective Field Theory of the Large Scale Structure of the Universe”라는 논문이 우주론 및 천체 물리학 저널.