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天文学家使用泥模来绘制宇宙最大的结构图

更新时间:2020-09-14 10:10点击:

  单细胞生物被称为粘液霉菌(Physarum polycephalum),它建立复杂的网状丝状网络来寻找食物,总是寻找接近最佳路径来连接不同位置。

天文学家使用泥模来绘制宇宙最大的结构图

  在塑造宇宙时,引力建立了一个巨大的蜘蛛网状结构的细丝,这些细丝将银河系和星系团沿着气体和暗物质无形的桥梁连接在一起,形成了亿万光年长的气体和暗物质桥。这两个网络之间有着不可思议的相似之处,一个是通过生物进化而来的,另一个是通过原始的引力而来的。

  宇宙网是宇宙的大规模骨干,主要由暗物质组成,并夹杂着气体,在其上建立了星系。即使看不到暗物质,它也构成了宇宙物质的大部分。天文学家很难找到这些难以捉摸的链,因为其中的气体太暗而无法检测到。

  1980年代的星系调查首次暗示了宇宙状网状结构的存在。自从这些研究以来,这种丝状结构的巨大规模已经在随后的天空调查中得以揭示。长丝形成了宇宙中大空隙之间的边界。现在,一组研究人员已经转向使用粘液霉菌来帮助他们绘制本地宇宙中(地球1亿光年以内)细丝的地图,并在其中寻找气体。

  他们设计了一种计算机算法,该算法受煤泥模具行为的启发,并针对宇宙中暗物质长丝生长的计算机模拟进行了测试。计算机算法本质上是一种配方,可以准确地告诉计算机要采取什么步骤来解决问题。

  然后,研究人员将粘液霉菌算法应用于包含斯隆数字天空调查所绘制的超过37 000个星系位置的数据。该算法生成了基础宇宙网结构的三维地图。

  然后,他们分析了哈勃光谱遗产档案库中分类的350个遥远类星体的光。这些遥远的宇宙手电筒是活跃星系的亮黑洞供电核心,它们的光线穿过整个宇宙并通过前景宇宙网发光。研究小组在沿灯丝的特定位置分析了氢气,这是看不见的氢气的明显特征。这些目标位置远离星系,这使研究团队能够将天然气与宇宙的大型结构联系起来。

  美国加利福尼亚大学(UC)的首席研究员约瑟夫·伯切特(Joseph Burchett)说:“最令人着迷的是,一种最简单的生命形式真正使人们能够洞察宇宙中最大的结构。”找到宇宙网状长丝的位置,包括远离星系的位置,然后我们可以使用哈勃太空望远镜的档案数据来检测并确定那些看不见的长丝外围的冷气密度。气体已经存在了半个多世纪,现在我们已经证明了这种气体包含宇宙网的理论期望。”

  该调查进一步验证了表明银河系间气体组织成细丝的研究,并且还揭示了从星系中检测到的气体有多远。团队成员惊讶地发现,与宇宙网丝相关的气体距离银河系超过1000万光年。

  但这并不是唯一的惊喜。他们还发现,气体的紫外线特征在灯丝较密的区域变强,然后消失。伯切特说:“我们认为这一发现告诉我们星系在银河系间密集口袋中的剧烈相互作用,在那里气体变得太热而无法探测到。”

  研究人员在寻找一种方法来可视化宇宙网结构与冷气之间理论上的联系时使用粘液模子模拟,这是先前哈勃光谱研究中发现的。

  然后,加州大学圣克鲁斯分校的计算机科学家Oskar Elek的团队成员在网上发现了柏林媒体艺术家Sage Jenson的作品。简森(Jenson)的作品中令人着迷的是视觉效果,显示了粘液霉的触手状结构网络从一种食物来源转移到另一种食物来源的增长。简森的艺术作品是基于布里斯托尔西英格兰大学的杰夫·琼斯(Jeff Jones)从2010年开始的科学研究成果,该书详细介绍了一种模拟粘液霉菌生长的算法。


天文学家使用泥模来绘制宇宙最大的结构图