Explorar la red cósmica ahora es más fácil: la IA crea el mapa más detallado del Universo

Con Effort.jl, un emulador de inteligencia artificial, los científicos pueden mapear la red cósmica del universo con rapidez, precisión y sin necesidad de supercomputadoras ni cálculos eternos.

Dos áreas principales observadas por DESI, por encima y por debajo del plano de la Vía Láctea. Crédito: DESI.

El Universo se extiende como una red invisible, una telaraña de galaxias unidas por filamentos que dejan entre sí vastos vacíos, una arquitectura colosal conocida como red cósmica. Conocer su estructura es clave para entender cómo nació y cómo evoluciona, pero mapear algo tan enorme no es sencillo.

Durante años, los astrónomos recurrieron a modelos teóricos muy complejos para simular la red cósmica, que básicamente eran como recetas que explicaban el comportamiento del universo a gran escala. El problema es que estos cálculos requerían supercomputadoras enteras trabajando durante horas o días para producir predicciones útiles.

Al mismo tiempo, las nuevas generaciones de telescopios están produciendo una avalancha de datos y proyectos como DESI o la misión Euclid prometen mapas más detallados que nunca. Pero esa precisión tiene un precio: la cantidad de información crece a tal ritmo que los métodos tradicionales se ven cada vez más rebasados.

Frente a este desafío, los científicos recurrieron un emulador, un atajo inteligente que aprende de los resultados previos de los modelos más costosos y luego es capaz de dar respuestas casi instantáneas. Lo interesante es que lo hace sin perder fiabilidad, liberando tiempo y recursos para más investigación.

DESI está montado en el telescopio de 4 m. Mayall. Crédito: DESI.

El nuevo protagonista en este terreno es Effort.jl, un emulador impulsado por inteligencia artificial, un programa que logra replicar los cálculos más complejos en cuestión de minutos, incluso en una computadora portátil común. En pocas palabras, convierte lo que antes era un maratón de cómputo en una carrera de velocidad científica.

El motor que hace posible la eficiencia

Effort.jl funciona como un aprendiz que ha sido entrenado para reconocer patrones en los datos y anticipar resultados. No entiende el universo en sí, pero sabe imitar lo que los modelos teóricos predicen, y lo hace con una rapidez sorprendente, reemplazando largas horas de cálculo por respuestas inmediatas.

Una parte clave es que este emulador está escrito en Julia, un lenguaje de programación diseñado para cálculos rápidos y eficientes que puede resolver problemas que antes parecían interminables en cuestión de microsegundos. Esta velocidad abre la puerta a explorar el cosmos con un nivel de detalle sin precedentes.

La estrategia también incluye ingenio humano pues le incorporaron atajos matemáticos que simplifican la información antes de entregarla al emulador, reduciendo el esfuerzo de entrenamiento. En otras palabras, se le enseña con ejemplos bien organizados, lo que lo hace más preciso y, al mismo tiempo, más ligero de usar.

¿El resultado? Una herramienta que no sólo responde rápido, sino que además permite probar miles de escenarios posibles. Esto significa que se pueden explorar diferentes hipótesis sin quedarse atrapados en cálculos interminables, es como pasar de leer un libro lentamente a hojear una biblioteca completa en minutos.

¿Atajo o precisión? La prueba de fuego

Un emulador no tendría sentido si ofreciera resultados inexactos, por lo que fue sometido a pruebas rigurosas, comparando sus predicciones con las de métodos tradicionales que habían demostrado su fiabilidad durante años. La pregunta era sencilla: ¿podía realmente igualar la precisión de las supercomputadoras en un entorno tan complejo?

Los resultados fueron alentadores al lograr reproducir con gran fidelidad los mapas de la red cósmica obtenidos por otros métodos. Las diferencias encontradas estaban dentro del margen de error esperado, mostrando que no se trataba de un truco, sino de una herramienta sólida que podía trabajar codo a codo con la teoría.

Euclid ha entregado dats de más de 26 millones de galaxias. Crédito: ESA.

Y no sólo fue probado en simulaciones, sino también en datos reales, como los del proyecto BOSS, una de las encuestas galácticas más influyentes de los últimos años. Allí también demostró que podía procesar información con rapidez sin sacrificar la calidad de las conclusiones.

Más aún, el tiempo requerido para obtener resultados cayó drásticamente y lo que antes implicaba días de cálculos ahora se logra en cuestión de minutos. Esto no sólo acelera el ritmo de los descubrimientos, sino que democratiza la investigación, permitiendo que equipos sin acceso a supercomputadoras exploren el universo con las mismas herramientas.

Nuevos horizontes para explorar lo desconocido

El futuro parece tan prometedor como los datos que ayudará a analizar pues con proyectos gigantes como DESI y Euclid en marcha, su papel será crucial para traducir océanos de información en conclusiones claras sobre la evolución del cosmos, ahora el reto ya no será la cantidad de datos, sino cómo aprovecharlos.

Esta herramienta también podrá integrarse con otros programas, formando un ecosistema completo para estudiar el universo con la idea de combinar diferentes fuentes de información, desde el fondo cósmico de microondas hasta mapas galácticos, creando una visión unificada de nuestro hogar cósmico.

Más allá de la velocidad, lo importante es el impacto en la ciencia, pues con emuladores como este, ahora los investigadores pueden dedicar más tiempo a interpretar resultados y formular nuevas preguntas, en lugar de esperar eternamente a que las computadoras terminen.

iaLa inteligencia artificial se convierte aquí en una verdadera aliada del conocimiento con lo que la exploración del Universo no depende sólo de telescopios gigantes o satélites avanzados. También requiere herramientas capaces de manejar y comprender los datos. Con su ayuda, mapear la red cósmica se vuelve más rápido, accesible y emocionante que nunca.