在探索宇宙奧秘的征程中，天體物理學領域迎來了一項重大突破。一個由日本理化學研究所、東京大學以及西班牙巴塞羅那大學科研人員組成的國際團隊，成功構建出首個能夠追蹤超千億顆恒星演化軌跡的銀河系模型，其恒星數量是此前最先進模型的100倍，這一成果為深入研究銀河系提供了全新視角。
長久以來，天體物理學家一直夢想著構建出能精準追蹤銀河系中每顆恒星動態的模型。然而，現實卻充滿挑戰。受限于當時的技術水平，以往構建的模型最多只能模擬相當于10億個太陽質量的系統。要知道，真實的銀河系包含著超過千億顆恒星，如此巨大的差距使得模型難以準確呈現銀河系的實際狀況。為了降低計算負荷，在過往的模型里，單個“粒子”常常代表約百顆恒星的集合體。這種做法雖然在一定程度上緩解了計算壓力，但也導致模型難以精確呈現各類天文事件，例如超新星爆發等，因為這些事件往往涉及到單個恒星或小規模恒星群體的劇烈變化。
提高模擬精度所面臨的困難遠不止于此。計算量的指數級增長是另一大難題。基于現有的物理模型，若要模擬銀河系百萬年的演化歷程，需要耗費315小時；而如果要重現十億年的演化歷程，則需要連續計算長達36年之久。單純依靠增加超級計算節點來解決這一問題，不僅會導致能耗急劇增加，而且計算效率反而會隨著節點數量的增加而遞減，這使得傳統方法在模擬大規模恒星系統時陷入了困境。
面對這些難題，該國際團隊大膽創新，采用了將深度學習代理模型與傳統物理模擬相結合的方法。他們利用高分辨率超新星模擬數據對AI系統進行訓練，讓AI系統學習預測超新星爆發后十萬年內星際氣體的運動規律。通過這種方式，新的模型既能夠準確把握星系的宏觀演化趨勢，又能夠精細呈現單個超新星爆發的細節，實現了宏觀與微觀的完美結合。
為了驗證這一創新方案的可靠性，團隊借助日本“富岳”超級計算機和東京大學Miyabi超級計算機進行了對比驗證。結果顯示，新技術取得了令人矚目的成果。它實現了對千億級恒星系統的單恒星分辨率模擬，將百萬年演化模擬的時間大幅縮短至2.78小時，十億年模擬周期也壓縮到了115天。這一突破表明，AI輔助模擬已經不再局限于簡單的模式識別，而是逐漸成長為一種真正的科學發現工具，甚至有望幫助人類追溯生命元素在銀河系中的誕生歷程，為解開宇宙生命起源之謎提供重要線索。
