Jordlige slimformmodeller har hjulpet astronomer med å kartlegge den kosmiske banen som forbinder galakser i hele universet.
Slimeform, eller Physarum polycephalum, er en encellet organisme som bygger komplekse filamentære nettverk på jakt etter mat. Ved å bruke datamodeller inspirert av vekstmønstrene til slimform, sporet forskere fra University of California Santa Cruz det nettlignende nettverket av sammenkoblede filamenter som forlenger lysår mellom galakser.
"En slamform skaper et optimalisert transportnettverk, og finner de mest effektive traséene for å koble matkilder," sa Joe Burchett, hovedforfatter av studien fra UC Santa Cruz, i en uttalelse. "I den kosmiske nettet produserer strukturen vekst nettverk som også på en måte er optimale. De underliggende prosessene er forskjellige, men de produserer matematiske strukturer som er analoge."
For å lage de nye modellene brukte teamet data fra Sloan Digital Sky Survey og arbeidet til den Berlin-baserte kunstneren Sage Jenson, hvis kunstneriske visualiseringer er basert på en algoritme for å simulere veksten av slimform. Forskerne kåret den nye algoritmen Monte Carlo Physarum Machine, ifølge uttalelsen.
Materiale i universet er distribuert i et nettlignende nettverk av intergalaktiske filamenter separert av store tomrom. Galakser dannes der disse filamentene skjærer hverandre og materien er mest konsentrert. Imidlertid er disse filamentene, som strekker seg mellom galakser, stort sett usynlige fordi de er bygd opp av mørk materie - et materiale som ikke avgir lys eller energi, men utgjør omtrent 85% av universets masse.
Forskerne testet den nye algoritmen mot data fra den kosmologiske simuleringen av Bolshoi-Planck. Denne simuleringen, som ble utviklet av Joel Primack, en fysikkprofessor ved UC Santa Cruz, brukes til å modellere "glorier" av mørk materie - der galakser dannes - og filamentene som forbinder galakser over hele universet. Resultatene avdekket at utfallet av den nye slimformalgoritmen tett på linje med simuleringen av mørk materie, ifølge uttalelsen.
"Fra og med 450 000 mørke stoffer, kan vi få en nesten perfekt passform til tetthetsfeltene i den kosmologiske simuleringen," sa Oskar Elek, medforfatter av studien og postdoktor i beregningsmedier ved UC Santa Cruz.
Forskerne brukte også data fra Hubble Space Telescope's Cosmic Origins Spectrograph, som brukes til å studere objekter som absorberer eller avgir lys. Intergalaktisk gass etterlater en særegen absorpsjonssignatur i lysspekteret som går gjennom den, ifølge uttalelsen.
Dermed avslørte Hubble-data gassunderskrifter i rommet mellom galakser. Gassunderskriftene var sterkere mot midten av filamenter, hvor tette ansamlinger av materie danner nye galakser, ifølge uttalelsen.
"For første gang nå kan vi tallfeste tettheten til det intergalaktiske mediet fra de eksterne utkanten av kosmiske nettfilamenter til det varme, tette interiøret i galakse-klynger," sa Burchett i uttalelsen. "Disse resultatene bekrefter ikke bare strukturen på den kosmiske nettet som er forutsagt av kosmologiske modeller, de gir oss også en måte å forbedre vår forståelse av galakseutviklingen ved å koble den til gassreservoarene som galakser utgjør fra."
Derfor lar den nye slamformbaserte algoritmen astronomer visualisere den kosmiske banen i større skala. Funnene deres ble publisert 10. mars i Astrophysical Journal Letters.
- Nøytrinoer som er viklet inn i det kosmiske nettet, kan endre universets struktur
- Vårt ekspanderende univers: Alder, historie og andre fakta
- Plassen blir slanket: liten satellitt vil vokse mold i bane
