Модели земной слизи помогли астрономам составить карту космической сети, соединяющей галактики по всей вселенной.
Слизь плесень, или Physarum polycephalum, это одноклеточный организм, который строит сложные нитевидные сети в поисках пищи. Используя компьютерные модели, основанные на моделях роста слизи, исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Крусе проследили сетчатую сеть взаимосвязанных нитей, которые расширяют световые годы между галактиками.
«Форма слизи создает оптимизированную транспортную сеть, находя наиболее эффективные пути для соединения источников пищи», - говорится в заявлении Джо Бурчетта, ведущего автора исследования из Калифорнийского университета в Санта-Круз. «В космической сети рост структуры создает сети, которые также, в некотором смысле, оптимальны. Базовые процессы отличаются, но они создают аналогичные математические структуры».
Для создания новых моделей команда использовала данные Sloan Digital Sky Survey и работы берлинского художника Sage Jenson, художественная визуализация которого основана на алгоритме, моделирующем рост плесени слизи. Исследователи назвали новый алгоритм «Аппарат Монте-Карло Физарум», говорится в заявлении.
Материя во вселенной распределена в виде сети межгалактических нитей, разделенных огромными пустотами. Галактики образуются там, где эти нити пересекаются и материя наиболее сконцентрирована. Тем не менее, эти нити, которые простираются между галактиками, в значительной степени невидимы, потому что они состоят из темной материи - материала, который не излучает свет или энергию, но составляет примерно 85% массы вселенной.
Исследователи проверили новый алгоритм по данным космологического моделирования Большого-Планка. Это моделирование, разработанное Джоэлем Примаком, профессором физики в Калифорнийском университете в Санта-Круз, используется для моделирования «гало» темной материи, в которых образуются галактики, и волокон, соединяющих галактики по всей вселенной. Результаты показали, что результаты нового алгоритма слизи тесно связаны с моделированием темной материи, говорится в заявлении.
«Начиная с 450 000 ореолов темной материи, мы можем получить почти идеальное соответствие полям плотности в космологическом моделировании», - сказал в заявлении Оскар Элек, соавтор исследования и постдокторский исследователь в вычислительных средах в Калифорнийском университете в Санта-Крус.
Исследователи также использовали данные космического телескопа космического телескопа Хаббла, который используется для изучения объектов, которые поглощают или испускают свет. Согласно утверждению, межгалактический газ оставляет характерную поглотительную характеристику в спектре света, проходящего через него.
Таким образом, данные Хаббла выявили газовые подписи в пространстве между галактиками. Согласно заявлению, газовые сигнатуры были сильнее к середине нитей, где плотные скопления вещества образуют новые галактики.
«Впервые мы можем количественно определить плотность межгалактической среды от удаленных окраин волокон космической паутины до горячих, плотных внутренних областей скоплений галактик», - говорится в заявлении Бурчетта. «Эти результаты не только подтверждают структуру космической сети, предсказанную космологическими моделями, они также дают нам возможность улучшить наше понимание эволюции галактики, соединяя ее с газовыми резервуарами, из которых образуются галактики».
Таким образом, новый алгоритм на основе слизистой формы позволяет астрономам визуализировать космическую сеть в большем масштабе. Их результаты были опубликованы 10 марта в Astrophysical Journal Letters.
- Нейтрино, запутавшиеся в космической паутине, могут изменить структуру вселенной
- Наша расширяющаяся вселенная: возраст, история и другие факты
- Космос становится неактивным: крошечный спутник будет расти на орбите
