Descoberta uma maneira de simular o Universo em um laptop

Redação do Site Inovação Tecnológica - 31/10/2025

Testar novas hipóteses sobre fenômenos astrofísicos e cosmológicos requer alterar inúmeros parâmetros, e isso hoje pode levar anos de processamento.
[Imagem: Site Inovação Tecnológica]

Atalho computacional

Uma nova ferramenta computacional mostrou-se capaz de analisar conjuntos massivos de dados astronômicos em poucas horas usando um laptop comum, algo que hoje leva dias de processamento em supercomputadores.

A ferramenta, chamada Effort.jl (acrônimo para "Substituto da Teoria do Campo Efetivo"), é um emulador, que funciona como um substituto ultrarrápido para simulações cosmológicas complexas. Ela replica com alta precisão o comportamento de modelos físicos avançados, como a Teoria de Campo Efetivo da Estrutura em Larga Escala (EFTofLSS).

Isso permitirá que os pesquisadores testem hipóteses e ajustem parâmetros a uma fração do custo despendido hoje nos supercomputadores, e em tempo recorde - e não é só o tempo efetivo de processamento; supercomputadores são ferramentas muito requisitadas, havendo longas filas de espera para seu uso.

"Usando o Effort.jl, podemos analisar conjuntos de dados complexos em modelos como o EFTofLSS, que antes exigiam muito tempo e poder computacional," disse Marco Bonici, da Universidade de Waterloo, no Canadá. "Com projetos como o DESI e o Euclides expandindo nosso conhecimento do Universo e criando conjuntos de dados astronômicos ainda maiores para explorar, o Effort.jl permite que os pesquisadores analisem dados de forma mais rápida, barata e repetida, fazendo pequenas alterações com base em nuances nos dados."

Parte dos dados do Instrumento Espectroscópico de Energia Escura (DESI), mostrando objetos no espaço a até bilhões de anos-luz da Terra. O novo emulador acelera drasticamente o processamento desse tipo de dado.
[Imagem: DESI Collaboration/DOE/KPNO/NOIRLab/NSF/AURA/C. Lamman]

Acelerando a pesquisa cosmológica

Esta nova ferramenta de fato democratiza o acesso à cosmologia, abrindo o campo para a participação de equipes que não têm tantos recursos, e até mesmo de cientistas cidadãos, o que poderá acelerar radicalmente as pesquisas.

A inovação do Effort.jl está em combinar técnicas numéricas avançadas com métodos inteligentes de pré-processamento de dados, de modo a oferecer um desempenho computacional excepcional sem perder a precisão exigida em cosmologia.

A ideia para o Effort.jl surgiu justamente da experiência de Bonici ao rodar modelos computacionais demorados. Cada ajuste, mesmo que de um único parâmetro, podia levar dias de computação adicional para se obter novos resultados. Esse desafio o inspirou a criar uma solução mais rápida e flexível, capaz de lidar com esses ajustes em horas, em vez de dias.

O programa pertence a uma classe de ferramentas conhecidas como emuladores, essencialmente "atalhos computacionais" treinados para replicar o comportamento de simulações grandes e computacionalmente intensivas com um mínimo de hardware. Ao usar emuladores, os cientistas podem explorar muitos cenários cósmicos possíveis em uma fração do tempo e aplicar técnicas avançadas, como amostragem baseada em gradiente, para estudar modelos físicos complexos com maior eficiência.

Os métodos embutidos na ferramenta também poderão ser usados em outras áreas que dependem de modelagem complexa, como a previsão do tempo e a modelagem climática.

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