Канадски учени създадоха програма за анализ на космически структури на обикновени компютри

Изследователски екип, ръководен от Марко Боничи от Университета на Ватерло, е разработил софтуера Effort. jl, който коренно променя подхода към космологичните изчисления. Новият инструмент, чието име означава „заместител на теорията на ефективното поле“, позволява сложните космологични изчисления да бъдат извършени на обикновен лаптоп за минути вместо за дни работа на суперкомпютри.

Effort.jl функционира като емулатор, който изучава реакциите на модела на ефективната теория на полето на широкомащабните структури (EFTofLSS) на входните данни и впоследствие възпроизвежда тези реакции много по-бързо. Ключово предимство на програмата е, че тя прави прогнозите диференцируеми, което ни дава възможност да изчислим как промяната на входните параметри (например константата на Хъбъл) ще се отрази на резултатите.

Софтуерът интегрира Хамилтоновия Монте Карло (HMC) семплер, който целенасочено изследва вероятностните пейзажи, за да определи оптималните космологични параметри. За разлика от класическите методи, които сляпо претърсват определени точки, HMC използва насочен подход, който прави търсенето не само по-бързо, но и по-точно.

Тестването върху данни от международния сравнителен тест PT-Challenge и изследването на галактиките BOSS потвърди, че Effort. jl предоставя резултати, сравними с признати кодове като pybird, но за значително по-малко време. Това позволява в анализа да се включат допълнителни компоненти, които преди това са били изключени поради ограничения във времето.

Появата на Effort. jl е особено навременна в светлината на текущите проекти DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) и Euclid (космическа мисия на ЕКА), които генерират безпрецедентни количества данни за милиони галактики. Новият инструмент обещава да има ключово значение за по-точното картографиране на космическата структура и за задълбочаване на разбирането ни за тъмната енергия и еволюцията на Вселената.