Các mô hình nấm mốc của trái đất đã giúp các nhà thiên văn lập bản đồ mạng vũ trụ kết nối các thiên hà trong toàn vũ trụ.
Slime mốc, hoặc Polypphalum, là một sinh vật đơn bào xây dựng mạng lưới sợi phức tạp để tìm kiếm thức ăn. Sử dụng các mô hình máy tính lấy cảm hứng từ mô hình phát triển của nấm mốc, các nhà nghiên cứu từ Đại học California Santa Cruz đã tìm ra mạng lưới các sợi liên kết giống như web kéo dài nhiều năm ánh sáng giữa các thiên hà.
"Một khuôn chất nhờn tạo ra một mạng lưới giao thông được tối ưu hóa, tìm ra những con đường hiệu quả nhất để kết nối các nguồn thực phẩm", Joe Burchett, tác giả chính của nghiên cứu từ UC Santa Cruz, cho biết trong một tuyên bố. "Trong mạng vũ trụ, sự phát triển của cấu trúc tạo ra các mạng, theo một nghĩa nào đó là tối ưu. Các quy trình cơ bản là khác nhau, nhưng chúng tạo ra các cấu trúc toán học tương tự nhau."
Để tạo ra các mô hình mới, nhóm nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu từ Khảo sát bầu trời kỹ thuật số Sloan và tác phẩm của nghệ sĩ Sage Jenson có trụ sở tại Berlin, người có trực quan nghệ thuật dựa trên thuật toán mô phỏng sự phát triển của nấm mốc. Các nhà nghiên cứu đã đặt tên cho thuật toán mới là Monte Carlo Physarum Machine, theo tuyên bố.
Vật chất trong vũ trụ được phân phối trong một mạng lưới các sợi tơ liên thiên hà được phân tách bằng các khoảng trống lớn. Các thiên hà hình thành nơi các sợi này giao nhau và vật chất tập trung nhiều nhất. Tuy nhiên, những sợi tơ này, kéo dài giữa các thiên hà, phần lớn là vô hình vì chúng được tạo thành từ vật chất tối - một vật chất không phát ra ánh sáng hoặc năng lượng, nhưng chiếm khoảng 85% khối lượng của vũ trụ.
Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm thuật toán mới chống lại dữ liệu từ mô phỏng vũ trụ Bolshoi-Planck. Mô phỏng này, được phát triển bởi Joel Primack, giáo sư vật lý tại UC Santa Cruz, được sử dụng để mô hình hóa "halos" của vật chất tối - trong đó các thiên hà hình thành - và các sợi tơ nối các thiên hà trong vũ trụ. Kết quả cho thấy kết quả của thuật toán nấm mốc mới phù hợp chặt chẽ với mô phỏng vật chất tối, theo tuyên bố.
"Bắt đầu với 450.000 halos vật chất tối, chúng ta có thể có được sự phù hợp gần như hoàn hảo với các trường mật độ trong mô phỏng vũ trụ", Oskar Elek, đồng tác giả của nghiên cứu và nghiên cứu sau tiến sĩ về phương tiện tính toán tại UC Santa Cruz, cho biết trong tuyên bố.
Các nhà nghiên cứu cũng sử dụng dữ liệu từ Máy quang phổ vũ trụ của Kính viễn vọng Không gian Hubble, được sử dụng để nghiên cứu các vật thể hấp thụ hoặc phát ra ánh sáng. Khí tuyên bố để lại một dấu hiệu hấp thụ đặc biệt trong quang phổ ánh sáng đi qua nó, theo tuyên bố.
Do đó, dữ liệu của Hubble đã tiết lộ chữ ký khí trong không gian giữa các thiên hà. Các chữ ký khí mạnh hơn ở giữa các sợi, nơi tích tụ dày đặc của vật chất tạo thành các thiên hà mới, theo tuyên bố.
"Lần đầu tiên, chúng ta có thể định lượng mật độ của môi trường giữa các thiên hà từ vùng ngoại ô xa xôi của các sợi web vũ trụ đến vùng bên trong nóng, dày đặc của các cụm thiên hà", Burchett nói trong tuyên bố. "Những kết quả này không chỉ xác nhận cấu trúc của mạng vũ trụ được dự đoán bởi các mô hình vũ trụ, chúng còn cho chúng ta một cách để cải thiện sự hiểu biết về sự tiến hóa của thiên hà bằng cách kết nối nó với các hồ chứa khí từ đó hình thành các thiên hà."
Do đó, thuật toán dựa trên nấm mốc mới cho phép các nhà thiên văn học hình dung web vũ trụ ở quy mô lớn hơn. Phát hiện của họ đã được công bố vào ngày 10 tháng 3 trên tạp chí Astrophysical Journal Letters.
- Neutrino vướng vào mạng vũ trụ có thể thay đổi cấu trúc của vũ trụ
- Vũ trụ mở rộng của chúng ta: Thời đại, lịch sử và các sự kiện khác
- Không gian bị phá hủy: Vệ tinh nhỏ sẽ phát triển nấm mốc trên quỹ đạo
