Calculan los “ajustes” del universo mediante inteligencia artificial

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Un equipo de investigadores afirma haber calculado los parámetros cosmológicos subyacentes del universo mediante un modelo de inteligencia artificial que podría potenciar nuestros esfuerzos para analizar cómo está estructurado el cosmos.

Los investigadores pudieron estimar los parámetros haciendo que la inteligencia artificial especialmente entrenada analizara un estudio de alrededor de 110.000 galaxias, logrando un nivel de precisión para el que un análisis tradicional habría necesitado cuatro veces más galaxias.

Los parámetros buscados son “esencialmente los ‘ajustes’ del universo que determinan cómo opera en las escalas más grandes“, dijo el coautor del estudio Liam Parker, astrofísico del Instituto Flatiron, en una declaración sobre el trabajo.

Al desentrañar estos “ajustes“, los científicos esperan utilizarlos para probar y revisar el modelo estándar de la cosmología, y posiblemente incluso explicar una de sus crisis más acuciantes.

Trazar un mapa de las incontables galaxias del universo requiere mucho tiempo, esfuerzo y dinero.

Los estudios más grandes pueden costar cientos de millones o incluso miles de millones de dólares cada uno, según la coautora Shirley Ho, astrofísica de Flatiron.

Y la razón principal por la que los hacemos, dijo, es para obtener esos parámetros cosmológicos tan elogiados.

“Queremos el mejor análisis posible para extraer la mayor cantidad de conocimiento posible de estos estudios y ampliar los límites de nuestra comprensión del universo”, dijo Ho en la declaración.

Los parámetros nos dicen cómo la materia visible y sus contrapartes invisibles pero hipotéticas, la materia oscura y la energía oscura, se organizan a escala cósmica.

Un parámetro, por ejemplo, describe la tendencia de la materia a agruparse, algo que la materia oscura, con su importante influencia gravitatoria, desempeña un papel indispensable en facilitar.

Sin embargo, estos valores siempre necesitan un ajuste fino.

Por eso, para completar la mezcla, los investigadores comenzaron por entrenar una IA con 2.000 universos simulados, cada uno creado con diferentes “configuraciones”.

Esto enseñó al modelo a reconocer los efectos sutiles en la distribución de galaxias que causaban estos parámetros variados.

El modelo de IA también analizó tres o más galaxias a la vez para reconocer las formas a gran escala que se formaban entre ellas.

Pero, lo que es crucial, la IA también se volvió experta en reconocer diferencias a pequeña escala en la agrupación de galaxias, por lo que cuando finalmente se le ordenó a la IA que observara un estudio real de más de 100.000 galaxias, obtuvo un resultado tan preciso.

Hasta ahora, los esfuerzos para calcular los parámetros cosmológicos no pudieron “llegar a escalas pequeñas“, dijo el autor principal ChangHoon Hahn, cosmólogo de la Universidad de Princeton, en la declaración.

“Desde hace un par de años, sabemos que hay información adicional allí; simplemente no teníamos una buena forma de extraerla”.

Dado que permite obtener mejores resultados con menos datos, los investigadores creen que su técnica podría ayudar a llegar al fondo de un misterio cosmológico conocido como la tensión de la constante de Hubble, en la que el universo parece expandirse a un ritmo más rápido que el predicho por los modelos cosmológicos.

“Si medimos las cantidades con mucha precisión y podemos decir con certeza que existe una tensión, eso podría revelar nueva física sobre la energía oscura y la expansión del universo“, dijo Hahn.

Fuente: Nature astronomy