Modely pozemské slizové formy pomohly astronomům zmapovat kosmický web, který spojuje galaxie v celém vesmíru.
Slizová forma nebo Physarum polycephalum, je jednobuněčný organismus, který při hledání potravy buduje komplexní vláknité sítě. Pomocí počítačových modelů inspirovaných růstovými vzory plísní plísně vědci z University of California California Santa Cruz sledovali webovou síť vzájemně propojených vláken, která prodlužují světelné roky mezi galaxiemi.
„Forma slizu vytváří optimalizovanou dopravní síť a nalézá nejefektivnější cesty pro připojení zdrojů potravin,“ uvedl Joe Burchett, hlavní autor studie z UC Santa Cruz. "V kosmickém webu růst struktury vytváří sítě, které jsou v jistém smyslu také optimální. Základní procesy jsou odlišné, ale vytvářejí matematické struktury, které jsou analogické."
K vytvoření nových modelů použil tým data ze Sloan Digital Sky Survey a díla berlínského umělce Sage Jensona, jehož umělecké vizualizace jsou založeny na algoritmu pro simulaci růstu plísní. Vědci jmenovali nový algoritmus strojem Monte Carlo Physarum.
Hmota ve vesmíru je distribuována v síťové síti intergalaktických vláken oddělených obrovskými dutinami. Galaxie se tvoří tam, kde se tato vlákna protínají a hmota je nejvíce koncentrovaná. Tato vlákna, která se rozprostírají mezi galaxiemi, jsou však většinou neviditelná, protože jsou tvořena temnou hmotou - materiálem, který nevyzařuje světlo ani energii, ale představuje zhruba 85% hmotnosti vesmíru.
Vědci testovali nový algoritmus na základě dat z Bolshoi-Planckovy kosmologické simulace. Tato simulace, kterou vyvinul Joel Primack, profesor fyziky na UC Santa Cruz, se používá k modelování „halos“ temné hmoty - ve které se formují galaxie - a vláken spojujících galaxie napříč vesmírem. Z výsledků vyplynulo, že výsledek nového algoritmu plísňové formy těsně odpovídá simulaci temné hmoty.
"Počínaje 450 000 halos temné hmoty můžeme téměř dokonale přizpůsobit hustotním polím v kosmologické simulaci," uvedl ve sdělení Oskar Elek, spoluautor studie a postdoktorand v výpočetních médiích na UC Santa Cruz.
Vědci také použili data z kosmického vesmírného dalekohledu Hubble Space Telescope, který se používá ke studiu předmětů, které absorbují nebo emitují světlo. Mezigalaktický plyn podle prohlášení zanechává výrazný absorpční podpis ve spektru světla, které jím prochází.
Hubbleova data tedy odhalila plynové podpisy v prostoru mezi galaxiemi. Podle prohlášení byly plynové podpisy silnější směrem ke středu filamentů, kde husté nahromadění hmoty tvoří nové galaxie.
"Poprvé nyní můžeme kvantifikovat hustotu intergalaktického média od vzdálených okrajů vláken kosmického rouna po horké a husté interiéry shluků galaxií," uvedl Burchett ve svém prohlášení. "Tyto výsledky nejen potvrzují strukturu kosmického webu předpovídaného kosmologickými modely, ale také nám dávají způsob, jak zlepšit naše chápání evoluce galaxie jejím propojením s plynovými zásobníky, z nichž se formují galaxie."
Nový algoritmus založený na slizové formě proto umožňuje astronomům vizualizovat kosmický web ve větším měřítku. Jejich nálezy byly zveřejněny 10. března v Astrophysical Journal Letters.
- Neutrinos zapletená do kosmické sítě může změnit strukturu vesmíru
- Náš rozšiřující se vesmír: Věk, historie a další fakta
- Prostor se ztenčí: Drobný satelit poroste plísní na oběžné dráze
