天文学家利用黏菌绘制宇宙最大结构图

来源: ESA/Hubble Information Centre

天文学家利用黏菌的行为模式开发计算机算法,绘制出宇宙中星系和星系团之间的细丝结构图,并分析了这些细丝中的气体分布。

单细胞生物黏菌(Physarum polycephalum)在寻找食物时会构建复杂的网状细丝网络,总能找到连接不同位置的近似最优路径。

在塑造宇宙的过程中,引力构建了一个巨大的蛛网状结构,将星系和星系团通过数亿光年长的不可见气体和暗物质桥梁连接在一起。这两种网络之间有着惊人的相似性,一种是生物进化塑造的,另一种是由原始的引力力量塑造的。

宇宙网是宇宙的大尺度骨架,主要由暗物质和气体组成,星系就建立在这个骨架上。尽管暗物质无法被看见,但它构成了宇宙物质的大部分。天文学家一直难以找到这些难以捉摸的细丝,因为其中的气体太暗淡,无法被探测到。

宇宙的网状结构首次在20世纪80年代的星系调查中被暗示。自那以后,随后的天空调查揭示了这种细丝结构的宏大规模。这些细丝形成了宇宙中巨大空洞之间的边界。现在,一组研究人员转向黏菌,帮助他们绘制本地宇宙(地球周围1亿光年内)的细丝图,并找到其中的气体。

他们设计了一种受黏菌行为启发的计算机算法,并将其与宇宙中暗物质细丝生长的计算机模拟进行了测试。然后,研究人员将黏菌算法应用于包含由斯隆数字天空调查绘制的37000多个星系位置的数据。该算法生成了宇宙网结构的3D地图。

他们分析了哈勃光谱遗产档案中编目的350个遥远类星体的光线。这些遥远的宇宙灯塔是活跃星系的明亮黑洞核心,其光线穿越空间并通过前景宇宙网。研究人员在细丝的特定点分析了印在光线上的难以察觉的氢气信号。这些目标位置远离星系,使研究团队能够将气体与宇宙的大尺度结构联系起来。

研究团队在寻找一种可视化宇宙网结构与在先前的哈勃光谱研究中检测到的冷气体之间理论联系的方法时,转向了黏菌模拟。然后,团队成员Oskar Elek,加州大学圣克鲁兹分校的计算机科学家,在网上发现了Sage Jenson的工作,一位柏林的媒体艺术家。Jenson的作品中包括了令人着迷的艺术视觉化,展示了黏菌从一种食物源移动到另一种食物源的触手状网络结构的生长。

研究团队的论文将发表在《天体物理学杂志通讯》上。

UUID: 9858accf-9eaa-4fb8-9940-191cad735e9f

原始文件名: /home/andie/dev/tudou/annot/2020英语网页/Astronomers use slime mould to map the universes largest structures -- ScienceDaily.txt

是否为广告: 否

处理费用: 0.0030 元