一个国际科研团队近日宣布，他们运用人工智能与高性能计算技术，成功完成了对银河系的超精密模拟，首次对超过1000亿颗独立恒星进行了演化模拟，完整呈现了它们数万年间的演变历程。这一突破性成果标志着天体物理学研究迈入了一个全新阶段。
该研究由日本理化学研究所跨学科理论与数学科学中心（iTHEMS）的平岛庆哉领衔，联合东京大学与西班牙巴塞罗那大学的科学家共同完成。团队通过将深度学习代理模型与物理模拟相结合，实现了对庞大星系的单恒星级解析。这一创新方法不仅使模拟的恒星数量达到现有最佳模型的100倍，更将运算速度提升了百倍。
在传统模拟中，科学家们始终面临一个难题：无法同步构建大量独立恒星模型。由于元素合成、超新星爆发、引力与流体动力学等现象发生在截然不同的时间尺度上，同步模拟这些过程极具挑战性。此前最优模拟方案的质量上限仅约10亿倍太阳质量，而银河系实际包含超1000亿颗恒星，这意味着原有模拟无法精确呈现星系全貌。
研究团队通过深度学习模型掌握了超新星爆发后10万年间气体膨胀的规律，从而克服了这一难题。他们发现，即使采用传统最优方法，模拟银河系十亿年演化也需超过36年时间。而新方法将每百万年演化模拟时间缩短至2.78小时，整个十亿年宇宙变迁的模拟仅需115天。
这项突破性成果已发表于国际超级计算大会SC'25，并通过理研"富岳"超级计算机与东京大学"Miyabi"超级计算系统的测试数据对比验证。研究团队指出，新模拟将帮助天体物理学家检验恒星形成、星系演化等宇宙过程的理论，从而更深入理解人类在宇宙中的位置。
平岛庆哉在新闻声明中表示："人工智能与高性能计算的融合，标志着处理计算科学中多尺度、多物理场问题的方式发生了根本性转变。这项成就证明，AI加速模拟已超越模式识别范畴，正成为真正的科学发现工具。它将帮助我们追溯构成生命本身的元素在银河系中的诞生历程。"
该团队相信，这项新方法不仅可应用于其他天体物理学研究，还能为气候科学等领域提供新的研究思路。通过模拟恒星与星系的演化过程，科学家们有望揭开更多宇宙奥秘，为人类认识自身在宇宙中的位置提供重要线索。
