Cientistas criam programa que mapeia o universo em minutos

O desafio de mapear o cosmos

Você já ouviu aquela frase de que existem mais estrelas no céu do que grãos de areia na Terra? Pois bem, não é exagero. Só que transformar essa imensidão em dados compreensíveis é uma missão quase impossível para qualquer ser humano. Por isso, cientistas recorrem a computadores capazes de simular as dinâmicas do universo em escalas inimagináveis.

O problema é que esses modelos costumam exigir supermáquinas caríssimas e meses de processamento. Mas uma nova pesquisa promete mudar esse jogo.

O truque do Effort.jl

Uma equipe internacional de pesquisadores desenvolveu um emulador chamado Effort.jl, que consegue rodar previsões cosmológicas complexas em um simples notebook. Sim, você não leu errado: nada de centros de dados gigantes, apenas um computador comum.

Segundo o estudo publicado na Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (JCAP), o emulador alcança a mesma precisão de modelos consagrados, como a Teoria de Campo Efetiva da Estrutura em Grande Escala (EFTofLSS). E faz isso em questão de minutos.

Como isso é possível?

O truque está no uso de redes neurais que “aprendem” com modelos tradicionais e reproduzem seus padrões de forma acelerada. Não é que o programa entenda a física do universo, mas ele reconhece combinações de dados bem o suficiente para gerar previsões compatíveis. Em outras palavras, ele copia, mas de forma mais eficiente.

O pesquisador Marco Bonici, da Universidade de Waterloo, compara o processo a estudar um copo da água. Em teoria, é possível analisar cada molécula, mas calcular todos os movimentos de forma detalhada é impraticável. O emulador entra aí: simplifica os cálculos, mas entrega respostas confiáveis.

Diferença em relação a outros programas

Embora existam vários emuladores no campo da cosmologia, o Effort.jl tem um diferencial. Ele considera as variações nos parâmetros astronômicos desde o início do treinamento, o que o torna mais eficiente. Isso significa que aprende com menos exemplos e ainda exige menos poder de processamento.

Nos testes, o desempenho foi surpreendente. O programa conseguiu fornecer previsões com a mesma exatidão dos modelos teóricos tradicionais, mas em tempo recorde e em máquinas muito mais simples.

O telescópio espacial Euclid, da Agência Espacial Europeia, já está coletando uma quantidade gigantesca de dados para mapear a estrutura do universo. Para processar esse volume, seriam necessários supercomputadores inteiros. Com soluções como o Effort.jl, parte desse trabalho pode ser acelerada e democratizada, permitindo que mais pesquisadores ao redor do mundo façam ciência de ponta sem depender de infraestrutura bilionária.