Aggiungere un termine a un’equazione già esistente: questo è il modo in cui un’intelligenza artificiale ha scoperto di poter migliorare notevolmente le stime della massa degli ammassi di galassie colossali. L’algoritmo intelligente è stato sviluppato dai ricercatori dell’Institute for Advanced Study e del Flatiron Institute, il cui studio è stato pubblicato lo scorso 17 marzo su Proceedings of the National Academy of Sciences.
«È una cosa così semplice: è questo il bello» ha commentato Francisco Villaescusa-Navarro, co-autore dello studio e ricercatore presso il Center for Computational Astrophysics (Cca) del Flatiron Institute di New York. E nonostante la sua semplicità, «nessuno prima d’ora aveva trovato questo termine». Il programma intelligente ha fornito la risposta dopo aver ricevuto in pasto una simulazione dell’universo corrente, contenente molti ammassi galattici: una chiara dimostrazione delle enormi potenzialità dell’intelligenza artificiale, in grado di elaborare dati in quantità enormemente superiore a un essere umano. In questo modo riesce a identificare nuove combinazioni di parametri cosmologici che a noi umani non verrebbero in mente, in grado di migliorare le equazioni già note.
Il punto debole delle macchine intelligenti? «Sono quasi come una scatola nera» spiega Digvijay Wadekar, dell’Institute for Advanced Study di Princeton. «Non possiamo capire che cosa sta accadendo al loro interno. Ma in fisica, se qualcosa dà dei buoni risultati, vogliamo sapere il perché». Per far questo, gli scienziati fanno uso di una tecnica nota come regressione simbolica: consente di tradurre un set di dati in forma di semplici equazioni. La regressione simbolica, aggiunge Wadekar, «fornisce un modello facilmente interpretabile».
L’aspetto più sorprendente è che, grazie alle stime migliori ottenute, gli scienziati potranno calcolare con più accuratezza le proprietà fondamentali dell’universo – per esempio, quanta materia c’è al suo interno. Gli ammassi di galassie, infatti, sono gli oggetti più massivi che esistano: un singolo ammasso può contenere centinaia, se non migliaia di galassie, insieme a plasma, gas e materia oscura. Comprendere le caratteristiche degli ammassi potrebbe dunque permettere di chiarire come l’universo ha avuto origine e si è evoluto.
In evidenza: Immagine multi-lunghezza d’onda dell’ammasso galattico Idcs J1426.5+3508, situato a dieci miliardi di anni luce dalla Terra. Questo ammasso ha una massa pari a 500 milioni di milioni quella del Sole. Crediti: Nasa/Cxc/Univ of Missouri/M. Brodwin et al; Nasa/StscI; Jpl/CalTech