Pesquisadores da University of Waterloo desenvolveram Effort.jl, uma nova ferramenta que permite aos cientistas simular a estrutura em grande escala do universo usando apenas um laptop. Essa inovação reduz o tempo de computação de dias em supercomputadores para horas, permitindo uma análise mais rápida de vastos conjuntos de dados cósmicos. A ferramenta emula modelos complexos como a Effective Field Theory of Large-Scale Structure (EFTofLSS).
Dr. Marco Bonici, pesquisador pós-doutoral no Waterloo Centre for Astrophysics, liderou uma equipe internacional na criação do Effort.jl, abreviação de EFfective Field theORy surrogate. A ferramenta surgiu da frustração de Bonici com simulações demoradas; ajustar um único parâmetro em modelos tradicionais poderia levar dias de tempo em supercomputadores. O Effort.jl aborda isso usando técnicas numéricas avançadas e métodos de pré-processamento de dados para entregar alta precisão com velocidade excepcional.
"Usando o Effort.jl, podemos processar conjuntos de dados complexos em modelos como EFTofLSS, que anteriormente exigiam muito tempo e poder computacional," explicou Bonici. Ele destacou sua relevância para projetos como DESI e Euclid, que geram vastos conjuntos de dados astronômicos. O emulador permite que os pesquisadores analisem dados mais rapidamente e de forma mais barata, realizando múltiplos ajustes com base em nuances dos dados.
Como parte de uma classe de atalhos computacionais conhecidos como emuladores, o Effort.jl replica simulações intensivas em recursos enquanto executa muito mais rápido. Ele suporta técnicas como amostragem baseada em gradiente para exploração eficiente de cenários cósmicos. A validação mostrou previsões alinhadas de perto com as saídas do EFTofLSS, com uma margem de erro pequena. A ferramenta também lida com distorções observacionais e pode ser facilmente personalizada.
Apesar de seu poder, o Effort.jl requer expertise humana para definir parâmetros, interpretar resultados e aplicar insights físicos. Olhando para o futuro, ele poderia processar conjuntos de dados ainda maiores e se integrar com outras ferramentas, com aplicações potenciais em campos como modelagem de clima e tempo além da astrofísica.
A pesquisa foi detalhada no artigo "Effort.jl: a fast and differentiable emulator for the Effective Field Theory of the Large Scale Structure of the Universe," publicado no Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (2025; 2025 (09): 044, DOI: 10.1088/1475-7516/2025/09/044). Os autores incluem Marco Bonici, Guido D'Amico, Julien Bel e Carmelita Carbone.