Problém troch telies, ktorý spočíva vo výpočte pohybu troch telies vykonávaným vplyvom ich gravitačných síl, je jeden z najkomplexnejších výpočtov vo fyzike. Nová neurónová sieť, ktorú vyvinuli vedci z rôznych svetových univerzít, však dokáže nájsť riešenie tohto problému až 100 miliónov krát rýchlejšie než existujúce techniky. O téme píše Science Alert.
Jeden z najkomplexnejších fyzikálnych problémov
Tím vedcov zložený z viacerých svetových univerzít, vrátane Cambridgeskej univerzity či Univerzity v Leidene, vyvinul neurónovú sieť, ktorá údajne dokáže vypočítať jeden z najkomplexnejších fyzikálnych problémov až 100 miliónov krát rýchlejšie než terajšie postupy.
Ide o výpočet problému troch telies, ktorého úlohou je určiť pohyby troch gravitačne pôsobiacich telies, ako napríklad Zem, Mesiac a Slnko, vzhľadom na ich začiatočné polohy a rýchlosti. Aj keď to môže znieť jednoducho, efektívny výpočet tohto problému trápi fyzikov a matematikov už stovky rokov, a v súčasnosti sa využíva napríklad na to, ako môžu binárne čierne diery interagovať s jednotlivými, čo navádza k spoznaniu vzájomných reakcií tých najzákladnejších objektov vesmíru.
Neurónová sieť v akcii
Výskumníci vyškolili vyvinutú neurónovú sieť s databázami existujúcich problémov troch telies, ktoré už boli vypracované, avšak zjednodušili tento proces tak, aby databáza zahŕňala iba tri častice s rovnakou hmotnosťou v rovine, pričom všetky začínali s nulovou rýchlosťou, píše MIT Technology Review. Následne vybrali ich náhodné štartovacie polohy, a spustili výpočet pomocou najmodernejšieho systému riešenia s názvom Brutus na sieti až 10 000-krát.

Po tomto zaškolení dostala neurónová sieť ďalších 5 000 nových scenárov, ktoré mala spracovať, pričom jej výsledky potom vedci porovnávali s predikciami vykonanými cez Brutus. Výsledky tohto pokusu boli skvelé, pretože neurónová sieť dokázala presne predpovedať pohyb troch telies a emulovať rozdiely medzi blízkymi trajektóriami objektov, a zároveň zodpovedala Brutusovým predikciám. „Ukázali sme, že hlboké neurónové siete dokážu produkovať rýchle a presné riešenia výpočtovo náročného problému troch telies v pevne stanovenom intervale.“, uviedli autori štúdie.

Môže pomocť vyriešiť aj komplexnejšie výpočty
Napriek tomu, že táto práca musí byť ešte preskúmaná inými odborníkmi, ide o veľmi pôsobivý výsledok, ktorý má výrazný potenciál. Jej autori totiž tvrdia, že neurónová sieť by mohla pomôcť vyriešiť aj problémy troch telies v situáciách, ktoré sa pre Brutusa stanú výpočtovo nerealizovateľnými.
Trénované neurónové siete by tak mohli spolupracovať s Brutusom a podobnými systémami, ktorým by vypomáhali pri príliš zložitých výpočtoch. „Nakoniec si myslíme, že táto sieť môže byť vyškolená aj v súvislosti s chaotickejšími problémami, ako napríklad problém 4 či 5 telies, pričom by výrazne znížila výpočtovú záťaž.“, tvrdia vedci.
Novinky

Magický jav. Vedci objavili blesky, ktoré šľahajú opačným smerom, ich správanie je stále plné prekvapení

PRIPOMIENKA Nehraj ich po tme. Toto je 10 hier, vďaka ktorým sa budeš báť zhasnúť aj svetlo

Zbohom papiérový certifikát. Špeciálnu appku na Covid-19 testovanie už používajú v 3 krajských mestách

RECENZIA Zabudni na Seat, toto je Cupra! Ako veľmi je zábavné športové auto s plug-in hybridom? (RECENZIA)
