借用單細胞生物覓食模型,科學家模擬了整個宇宙的網絡!
2023-03-31 13:17:52
的好消息是地球上的黏菌已經成功地幫助天文學家繪製了一個連接整個宇宙星系的宇宙網絡!
粘菌,也稱為Pluripes,是一種單細胞生物,通過建立複雜的絲狀網絡尋找食物。受黏菌生長模式的啟發,加州大學聖克魯斯分校的研究人員使用一種計算機模型來追蹤在星系間延伸光年的網狀細絲。
喬·伯切特,加州大學聖克魯斯分校這項研究的主要作者:「粘液黴菌創造了一個優化的運輸網絡,並找到了連接食物來源的最有效的方法。同樣,在宇宙網絡中,結構性增長產生的網絡在某種意義上是最優的。基本過程是不同的,但它們產生相似的數學結構。「
為了創造一個新的模型,該團隊使用了來自斯隆數字天空測量公司的數據和柏林藝術家塞奇·詹森的作品,他的藝術可視化是基於一種模擬黏菌生長的算法根據這份聲明,研究人員將這種新算法命名為蒙特卡羅泡泡機
宇宙中的物質分布在由巨大空隙分隔的星系際細絲網絡中,星系在這些細絲相交的地方形成,正是物質最集中的地方。然而,這些在星系之間延伸的細絲基本上是看不見的,因為它們是由暗物質組成的,暗物質是一種不發光也不發光的物質,但卻佔宇宙質量的85%。
的研究人員用來自玻色子-普朗克宇宙模擬的數據測試了新算法該模擬是由加州大學聖克魯斯分校的物理學教授喬爾·普裡馬克開發的。它被用來模擬暗物質的「光環」,即星系形成的地方和連接整個宇宙中星系的細絲。結果表明,新的黏液黴菌算法的結果與暗物質模擬的結果非常一致。
粘黴菌在探索食物環境時形成了一個相互連接的管道網絡科學家的算法受到他們的增長模式的啟發,看到了連接所有星系的宇宙網絡結構。
「從450,000個暗物質暈開始,我們可以在宇宙學模擬中得到幾乎完美的密度場,」這項研究的共同作者、加州大學聖克魯斯分校計算媒體博士後研究員奧斯卡·埃萊克在一份聲明中說。
名研究人員還使用了來自哈勃太空望遠鏡宇宙起源光譜儀的數據,該光譜儀研究吸收或發射光的物體。根據該聲明,星系際氣體在穿過它們的光譜中留下獨特的吸收特徵。因此,這些哈勃數據揭示了星系際空間的氣體特徵根據聲明,這些氣體信號在細絲中心附近更強,在那裡密集的物質聚集形成新的星系。
然後,研究人員使用來自斯隆數字天空測量公司和哈勃太空望遠鏡的數據,使用一種算法來模擬地球上黏菌的生長模式,以便更好地模擬宇宙網絡的結構。
Burchett在一份聲明中說:「現在,我們第一次能夠量化星系際介質的密度,從遙遠的宇宙網絡細絲的邊緣到熱的緻密星系團的內部。」「這些結果不僅證實了宇宙模型所預測的宇宙網絡結構,而且還為我們提供了一種方法,通過將它與構成星系的氣體儲庫聯繫起來,來改善我們對星系演化的理解。「
因此,基於粘液模型的新算法有助於天文學家在更大的尺度上建立一個可視宇宙網絡