Astrofyysikot ovat löytäneet pimeän aineen "siltoja". Mikä se on?

Aiemmin tänä vuonna puhuimme uudesta kartastapimeä aine, jonka syntyminen johtuu suurelta osin tekoälystä (AI). Tämä yksityiskohtainen kartta näyttää aiemmin löytämättömät filamenttirakenteet, jotka yhdistävät galakseja. Tekoälyn edistysaskeleet auttavat tutkijoita, jotka käyttävät sitä luomaan jälleen uuden kartan pimeästä aineesta, tällä kertaa paikallisuniversumissa, joka kattaa paljon pienemmän alueen. On myös mielenkiintoista, että tällaisen uskomattoman tarkan kartan luominen voi johtaa uuteen ymmärrykseen pimeästä aineesta ja lopulta tuoda selvyyttä universumimme tulevaisuudesta. Kartta sisältää aiemmin tuntemattomia "piilotettuja siltoja", jotka yhdistävät galakseja, ja näyttää myös aiemmin tuntemattomia "siltoja", joiden ansiosta kaikki paikallisen universumin galaksit on yhdistetty yhdeksi lankamaisten rakenteiden verkostoksi. Tiedemiehet toivovat, että heidän karttansa, joka julkaistiin yhdessä heidän artikkelinsa kanssa tieteellisessä lehdessä Astrophysical Journal, pystyy tarjoamaan uuden käsityksen pimeästä aineesta ja universumimme historiasta.

Tutkijat löytävät pimeän aineen "siltoja", jotka voivat paljastaa galaksimme tulevaisuuden

Pimeän aineen luuranko

Salaperäisen aineen olemassaolo miehittäänoin 85 % kaikesta maailmankaikkeuden aineesta ei ole todistettu nykyään. Samaan aikaan yhä useammat tutkijat eivät epäile pimeän aineen olemassaoloa. Tätä tilannetta voidaan verrata gravitaatioaaltoihin, joiden olemassaolon Albert Einstein ennusti, mutta ne löydettiin useita vuosia sitten.

Voit lukea lisää gravitaatioaaltojen löydöstä kollegani Artem Sutyaginin kiehtovasta artikkelista

Pimeän aineen olemassaolon historia alkoi,tietysti yleisen suhteellisuusteorian (GR) julkaisemisen jälkeen 106 vuotta sitten. Hieman myöhemmin tähtitieteilijä Edwin Hubble havaitsi, että galaksit ovat siirtymässä pois maasta (ja toisistaan) jatkuvasti kasvavalla nopeudella. Seuraavien vuosikymmenten aikana kvanttiteorian luomisen parissa työskentelivät sellaiset upeat mielet kuin Niels Bohr, Max Planck, Louis de Broglie, Werner Heisenberg ja muut.

Sama kongressi:V Solvay Congress (1927): 1. rivi (vasemmalta oikealle): Irving Langmuir, Max Planck, Marie Curie, Hendrik Lorenz, Albert Einstein, Paul Langevin, Charles Guy, Charles Wilson, Owen Richardson. 2. rivi (vasemmalta oikealle): Peter Debye, Martin Knudsen, William Bragg, Hendrik Kramers, Paul Dirac, Arthur Compton, Louis de Broglie, Max Born, Niels Bohr. Seisovat (vasemmalta oikealle): Auguste Piccard, Emile Henriot, Paul Ehrenfest, Eduard Herzen, Théophile de Donder, Erwin Schrödinger, Jules Emile Vershafelt, Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg, Ralph Fowler, Leon Brillouin.

Tarkkailemalla suoraan pimeää ainettamahdotonta, koska se ei pääse sähkömagneettiseen vuorovaikutukseen fotonien kanssa, se on yleisesti hyväksytty käsite. Tutkijat ovat tehneet monia johtopäätöksiä pimeän aineen olemassaolosta ja käyttäytymisestä havainnoimalla sen gravitaatiovaikutus muihin avaruuskohteisiin.

Kosmologit uskovat, että pimeä aine palveleekosmisen verkon filamenttirunko, joka puolestaan ​​muodostaa universumin laajamittaisen rakenteen, joka osittain ohjaa galaksien ja muiden kosmisten järjestelmien liikkeitä.

Lisää aiheesta: Universumimme kuumenee, tutkijat havaitsevat

Toinen vaikea tehtävä on suoramittaamalla pimeän aineen jakautumista paikallisuniversumissamme, joten työnsä aikana astrofyysikot käyttivät tekoälyä luodakseen uuden kartan.

"paikallinen universumi", johon me myös astumme,on alue, jonka säde on noin miljardi valovuotta ja jossa galaksit ja niihin liittyvät avaruusobjektit "olennaisesti jäätyneet nykyiseen muotoonsa", ja kosmisen evoluution vaikutukset ovat mitättömiä, tähtitieteilijät selittävät.

Yhtenä tieteen kirjoittajistaPennsylvanian yliopiston tähtitieteen ja astrofysiikan apulaisprofessori Donghui Jeongin työssä pimeän aineen jakautumisen tutkiminen on paljon helpompaa kaukaisimmissa kohteissa, koska ne heijastavat tarkasti universumimme uskomattoman kaukaista menneisyyttä. "Ajan myötä, kun maailmankaikkeuden laajamittainen rakenne on kasvanut, universumin monimutkaisuus on lisääntynyt, joten pimeän aineen paikallisesti mittaaminen on luonnostaan ​​vaikeampaa", tutkijat kirjoittavat.

Pimeän aineen kartta paikallisuniversumissa.

Yllä olevassa kuvassa hienompi lankamainenobjektit (keltainen) toimivat piilosilloina galaksien välillä. Pimeän aineen gravitaatiovaikutus galakseihin osoitetaan mustilla pisteillä. Universumin ominaispiirteet on esitetty punaisilla pisteillä, ja risti merkitsee Linnunrataa.

Lue lisää mielenkiintoisia artikkeleita kanavaltamme Yandex.Zenissä! Siellä on säännöllisesti julkaistuja artikkeleita, joita ei ole sivustolla!

Uusi pimeän aineen kartta

Joten aiemmin luodut avaruusverkkokartat ovatNe perustuivat universumin kehityksen mallintamiseen yli 13,8 miljardin vuoden ajalta nykypäivään. Nämä ponnistelut vaativat valtavan määrän laskentaa, eivätkä itse asiassa antaneet tarkkaa käsitystä paikallisuniversumista, mikä sai tutkijat kehittämään uuden lähestymistavan.

Uuden kartan osalta he keskittyivätkoneoppimisen avulla luodaan malli, joka perustuu galaksien jakautumiseen ja liikkeeseen. Tämä antoi heille mahdollisuuden arvioida, kuinka pimeä aine jakautuu.

Suuren mittakaavan kartta universumista parhaimmillaan

Tekoäly on koulutettu simuloimaan vastaavia galaksejaLinnunrata Illustris-TNG:n kautta - jatkuva simulaatiosarja, joka sisältää galakseja, pimeää ainetta, kaasuja ja muuta ainetta. Kuten tieteellisen artikkelin kirjoittajat selittivät toimittajille, jos malliin syötetään tiettyjä tietoja, se voi täyttää aukot jo käsiteltyjen tietojen perusteella. Tutkijat ovat lisäksi vahvistaneet kartoituksen soveltamalla sitä todellisiin paikallisiin galaksitietoihin Cosmicflows-3-luettelosta, joka sisältää tietoa lähes 18 tuhannen galaksin etäisyyksistä.

Tämä on mielenkiintoista: Voivatko gravitaatioaallot ratkaista kosmologian kriisin?

Piilotetut sillat

Tutkijoiden saama kartta on hämmästyttävä.Ajatelkaapa, ensimmäistä kertaa voimme tarkastella paikallisen universumin perusrakenteita, mukaan lukien Linnunrata. Astrofyysikot ovat myös kuvanneet lähellä olevia galakseja ja "paikallista tyhjyyttä" - lähellä olevaa tyhjän avaruuden aluetta. Lisäksi kartta antoi tutkijoille mahdollisuuden löytää uusia rakenteita.

Erityisesti he toivovat voivansa tutkia tarkemmin löytämiään pieniä filamenttirakenteita, jotka näyttävät yhdistävän galakseja toisiinsa. Tutkijat kutsuivat niitä "piilotettuiksi silloiksi".

Jeong uskoo, että nämä langat voivat antaaajatus galaksimme tulevaisuudesta. Yksi erityiskysymys, joka ansaitsee huomiota, on, törmääkö Linnunrata lopulta Andromedan galaksiin.

Kosmiset lankamaiset rakenteet ja me. Mitkä ovat pieniä, eikö?

"Koska pimeä aine hallitsee maailmankaikkeuden dynamiikkaa, se määrää suurelta osin kohtalomme", tutkimuksen tekijät sanovat.

Siten astrofyysikot voivat "kysyä"tietokoneen kehittämään karttaa miljardeille vuosille nähdäkseen mitä paikallisuniversumissa tapahtuu. Lisäksi he voivat nyt luoda uuden mallin kirjaimellisesti tehdäkseen virtuaalisen matkan ajassa taaksepäin. Jatkotutkimukset tekevät kartoistamme varmasti tarkempia, ja uusien tähtitieteellisten tutkimusten perusteella saatavan uuden tiedon määrä galakseista on huikea. Joten toisinaan kiinnostavia odottaa meitä, ystäviä. No, lue tästä artikkelista, onko mahdollista matkustaa ajassa, toivottavasti pidät siitä.