Modele ziemskich śluzowców pomogły astronomom w mapowaniu kosmicznej sieci, która łączy galaktyki we wszechświecie.
Śluzowiec lub Physarum polycephalum, jest organizmem jednokomórkowym, który tworzy złożone sieci włókienkowe w poszukiwaniu pożywienia. Korzystając z modeli komputerowych inspirowanych wzorami wzrostu śluzowca, badacze z University of California Santa Cruz prześledzili podobną do sieci sieć połączonych włókien, które rozciągają lata świetlne między galaktykami.
„Szlamowa pleśń tworzy zoptymalizowaną sieć transportową, znajdując najbardziej wydajne ścieżki łączenia źródeł żywności” - powiedział w oświadczeniu Joe Burchett, główny autor badania z UC Santa Cruz. „W kosmicznej sieci wzrost struktury tworzy sieci, które również są w pewnym sensie optymalne. Procesy leżące u ich podstaw są różne, ale wytwarzają analogiczne struktury matematyczne”.
Aby stworzyć nowe modele, zespół wykorzystał dane z Sloan Digital Sky Survey i pracy berlińskiego artysty Sage Jensona, którego wizualizacje artystyczne oparte są na algorytmie symulującym rozwój pleśni. Według oświadczenia naukowcy nazwali nowy algorytm maszyną Monte Carlo Physarum.
Materia we wszechświecie jest rozproszona w podobnej do sieci sieci międzygalaktycznych włókien oddzielonych ogromnymi pustkami. Galaktyki tworzą się tam, gdzie te włókna krzyżują się, a materia jest najbardziej skoncentrowana. Jednak te włókna, które rozciągają się między galaktykami, są w dużej mierze niewidoczne, ponieważ składają się z ciemnej materii - materiału, który nie emituje światła ani energii, ale stanowi około 85% masy wszechświata.
Naukowcy przetestowali nowy algorytm na danych z symulacji kosmologicznej Bolshoi-Plancka. Ta symulacja, opracowana przez Joela Primacka, profesora fizyki na UC Santa Cruz, służy do modelowania „aureoli” ciemnej materii - w której tworzą się galaktyki - oraz włókien łączących galaktyki we wszechświecie. Wyniki pokazały, że wynik nowego algorytmu śluzowca ściśle zgodny z symulacją ciemnej materii, zgodnie z oświadczeniem.
„Począwszy od 450 000 aureoli ciemnej materii, możemy niemal idealnie dopasować się do pól gęstości w symulacji kosmologicznej” - powiedział w oświadczeniu Oskar Elek, współautor badania i badacz podoktorski w mediach obliczeniowych na UC Santa Cruz.
Naukowcy wykorzystali również dane ze spektrografu kosmicznego pochodzenia teleskopu Hubble'a, który służy do badania obiektów pochłaniających lub emitujących światło. Zgodnie z tym stwierdzeniem gaz międzygalaktyczny pozostawia charakterystyczną sygnaturę absorpcji w widmie światła, które przez niego przechodzi.
Zatem dane Hubble'a ujawniły sygnatury gazu w przestrzeni między galaktykami. Sygnatury gazowe były silniejsze w kierunku środka włókien, gdzie gęste nagromadzenie materii tworzy nowe galaktyki, zgodnie ze stwierdzeniem.
„Po raz pierwszy możemy zmierzyć gęstość ośrodka międzygalaktycznego od odległych obrzeży kosmicznych włókien sieciowych do gorących, gęstych wnętrz gromad galaktyk” - powiedział Burchett w oświadczeniu. „Wyniki te nie tylko potwierdzają strukturę sieci kosmicznej przewidywanej przez modele kosmologiczne, ale także pozwalają nam lepiej zrozumieć ewolucję galaktyki, łącząc ją ze zbiornikami gazu, z których tworzą się galaktyki”.
Dlatego nowy algorytm oparty na pleśni szlamowej umożliwia astronomom wizualizację kosmicznej sieci na większą skalę. Ich odkrycia zostały opublikowane 10 marca w Astrophysical Journal Letters.
- Neutrina uwikłane w kosmiczną sieć mogą zmienić strukturę wszechświata
- Nasz rozszerzający się wszechświat: wiek, historia i inne fakty
- Przestrzeń zostaje spowolniona: Mały satelita wyrosnie na orbitę
