Brasileira revoluciona o estudo de buracos negros

Brasileira revoluciona o estudo de buracos negros
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O trabalho da astrofísica braileira Roberta Duarte Pereira, Aluna de doutorado do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) da Universidade de São Paulo (USP) sob orientação de seu professor, Dr. Rodrigo Nemmem, uma das maiores autoridades em Buracos Negro no Brasil, é pioneiro e foi a tese de mestrado de Roberta, trata-se do uso de métodos computacionais automatizados com uso de aprendizado de máquina, uma das técnicas de Inteligência Artificial para simular buracos negros, um dos principais ganhos desta técnica é que ela acelera a pesquisa sobre o fenômeno o que é fundamental devido a alta complexidade dos dados astronômicos. Para ilustrar o que acabamos de dizer, o cálculo de simulação de um buraco Negro simples pelos métodos numéricos tradicionais leva cerca de 7 dias, para o caso de uma simulação complexa, o tempo pode chegar a 1 mês. Com o método computacional desenvolvido pela astrofísica brasileira os cálculos das simulações aceleram em 32 mil vezes nas simulações simples e em 7 mil vezes nas simulações inéditas para o algoritmo, a taxa de erro foi bem baixa, cerca de 0,8% para as simulações simples e 2% para as avançadas.

Segundo Roberta o estudo destes corpos celestes demanda cálculos extremamente complexos e envolve uma quantidade gigantesca de dados para serem processados, um exemplo do que estamos falando aqui foi a união de esforços internacionais que permitiu a realização da primeira imagem de um Buraco Negro em 2019.

Outra questão que demonstra a importância dos métodos de cálculo empregados pela astrofísica é que não há capacidade humana de processamento que consiga resolver equações tão complexas como aquelas dos fenômenos astronômicos em questão, segundo ela para compreender os Buracos negros é preciso usar simulações computadorizadas de cálculos numéricos muito avançadas que geralmente envolvem os parâmetros de densidade, pressão e velocidade para cada ponto da análise.

Embora já se usasse o processamento computacional para resolver essa complexidade de equações, a cada adição de dados de complexidade inseridos nos programas computacionais tradicionais, como melhor qualidade de imagem e campo magnético do astro, aumentavam consideravelmente o tempo necessário para a resolução dos cálculos, o que poderia atrasar ou até mesmo inviabilizar o estudo, devido a chamada barreira computacional ou tecnológica.

A solução dada pela a astrofísica brasileira, o seu pulo do gato foi criar um novo método que permite acelerar essas simulações com o emprego do aprendizado de máquina o que aos poucos foi se mostrando muito eficaz no cálculo das simulações.

O mais importante do feito de Roberta é que ele traz a ideia de que é possível simular objetos tão complexos e desafiadores como buracos negros com o emprego de inteligência artificial, ele vai de encontro a sanar duas grandes barreiras que existem: a primeira e já citada aqui, é a barreira tecnológica para a compreensão dos buracos negros que ocorre no mundo inteiro. Ainda existem muitas coisas desconhecidas sobre esses astros peculiares pois não dispúnhamos até então de poder computacional para simular ambientes mais complexos nos métodos tradicionais, logo essa nova forma de realizar as pesquisas é fundamental.

Outra questão é necessidade de absorver a enorme quantidade de dados obtidos por novos equipamentos, como o Telescópio Espacial James Webb recém lançado pela NASA, segundo a astrofísica o processamento dessas informações pode ser agilizado e otimizado com o uso do aprendizado de máquina o mesmo que ela empregou em seu estudo.

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