Notre Voie lactée contient entre 100 et 150 milliards d’étoiles. Mais, jusqu’à présent, les simulations les plus performantes arrivaient à en rassembler jusqu’à un milliard, tout au plus, et ce au prix de plusieurs mois de calculs par les plus performants des ordinateurs.
Désormais, grâce à une nouvelle technique de machine-learning reposant sur l’intelligence artificielle, et le concours de supercalculateurs plus aboutis, des chercheurs japonais arrivent à un tout autre résultat : une simulation qui rassemble jusqu’à 100 milliards d’étoiles.
Une simulation de la Voie lactée réalisée en moins de 2 semaines
Ils détaillent leur prouesse dans une étude publiée dans la revue ACM le 15 novembre 2025. Leur simulation contient donc l’immense majorité, si ce n’est la totalité des étoiles de la Voie lactée, et il est possible d’y admirer leurs mouvements sur 100 000 ans.
Simuler une galaxie et son évolution est crucial pour comprendre la formation d’un tel ensemble, sa structure et la manière dont tout cela se déplace. Les observations réelles dont nous disposons restent souvent assez limitées, et les modèles doivent prendre en considération de nombreuses variables, car la Voie lactée est loin d’être une zone paisible. Entre les explosions des supernovae, l’attraction gravitationnelle des différentes étoiles, les mouvements des gaz et poussières interstellaires, et toutes les autres dynamiques, rien n’est simple et prévisible.
En revanche, si ces simulations sont nécessaires pour comprendre une galaxie, elles sont aussi très difficiles à réaliser. Jusqu’à présent, les meilleurs modèles détaillaient notre galaxie en un milliard de particules, chacune représentant une centaine d’étoiles. Et s’il fallait remonter un million d’années, il fallait 315 heures, soit environ 13 jours de calculs.
Chercher le détail et le général
Tout cela était suffisant pour mettre en image les plus gros événements de façon satisfaisante, mais chaque étoile visible est finalement plutôt un gigantesque amas de 100 étoiles, ce qui n’est pas suffisant pour avoir une vue très détaillée des événements.
Ce nouveau modèle a multiplié par 100 le nombre de particules visibles directement et peut agir beaucoup plus rapidement. Ainsi, la simulation d’un million d’années prend un peu moins de trois heures, et il suffit de quatre mois de calculs pour arriver à un milliard d’années de simulation.
Pour leur premier essai, les chercheurs ne sont pas allés jusque-là, mais pensent que leur méthodologie peut s’appliquer dans de nombreux pans de l’astrophysique. Leur méthode ne repose pas sur l’utilisation de multiples ordinateurs, ce qui aurait nécessité des quantités d’énergie phénoménales et n’aurait pas forcément été plus efficace.
À la place, l’IA utilisée ici pouvait prévoir le déplacement des gaz jusqu’à 100 000 ans après une supernova, et ce sans surcharger la capacité de calcul du reste des événements. La simulation était alors beaucoup plus simple à réaliser.
Les auteurs de l’étude ont l’espoir que ce type de simulation puisse être utilisée dans d’autres domaines, notamment pour les prévisions météo, les mouvements des océans, ou encore la science climatique. Autant de disciplines où les observations doivent porter à la fois sur des déplacements à grande échelle et des variations plus localisées.
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