Uma equipe de pesquisadores do Instituto de Astrofísica das Ilhas Canárias, na Espanha, criou um algoritmo de aprendizado de máquina capaz de simular os primeiros segundos após o Big Bang, teoria que considera que a origem do universo tem relação com a expansão e explosão de uma partícula densa e quente. O estudo foi publicado em 22 de março no periódico científico The Astrophysical Journal.
Para realizar o estudo, os cientistas utilizaram um computador treinado para reconhecer padrões e o algoritmo Hydro-BAM. Com isso, foram realizadas 100 mil horas de simulação computacional. Os testes feitos com o recurso permitiram que os cientistas analisassem fenômenos como matéria escura, gás energizado, hidrogênio neutro e outros elementos cósmicos essenciais para a compreensão da estrutura e formação do universo.
Em comunicado, os astrofísicos envolvidos no estudo relataram que o algoritmo tornou possível obter previsões muito precisas em apenas algumas dezenas de segundos. Além disso, o trabalho possibilitou a reprodução em alta resolução das chamadas florestas Lyman alfa, um padrão particular de linhas em um espectro — semelhantes a uma assinatura de luz —, de galáxias e outros corpos celestes formados quando nuvens de gás de hidrogênio absorvem a luz galáctica.
A partir das simulações, foi possível saber onde estão localizadas as nuvens de gás de hidrogênio e obter indícios do que pode ser encontrado no meio estelar, como o material formado entre as estrelas. Esses elementos contribuem para explicar o processo de aceleração da expansão do universo, baseado em um modelo que considera a existência de uma força oposta à gravidade, chamada de energia escura, tal como descrito na Teoria da Relatividade Geral de Albert Einstein.
Francesco Cengiglia, estudante de doutorado da Universidade de La Laguna, na Espanha, e principal autor da pesquisa, contou, em comunicado, que o estudo avançou quando ele e os outros pesquisadores perceberam que as conexões entre as quantidades de gás intergaláctico, matéria escura e hidrogênio neutro que estavam tentando modelar estavam organizadas de maneira hierárquica.
A criação de universos virtuais, por meio de simulações, tem sido um caminho explorado pelos pesquisadores da área. No entanto, esse recurso é ainda muito caro e as atuais tecnologias de computação permitem a exploração de pequenos volumes de elementos cósmicos ao mesmo tempo. Para superar essas limitações, uma das abordagens habituais tem sido a geração de volumes cosmológicos de baixa resolução das florestas Lyman alfa, usando relações de escala aplicadas à matéria escura independente, a campos obtidos a partir de simulações e à gravidade aproximada.
