Astrofysikere har oppdaget "broer" av mørk materie. Hva det er?

Tidligere i år snakket vi om det nye kartetmørk materie, hvis skapelse i stor grad skyldes kunstig intelligens (AI). Dette detaljerte kartet viser tidligere uoppdagede filamentære strukturer som forbinder galakser. Fremskrittene innen AI hjelper forskere, som bruker det til å lage enda et kart over mørk materie, denne gangen i et lokalunivers som dekker et mye mindre område. Det er også interessant at opprettelsen av et så utrolig nøyaktig kart kan føre til en ny forståelse av mørk materie og til slutt bringe klarhet om fremtiden til universet vårt. Kartet inneholder tidligere ukjente "skjulte broer" som forbinder galakser, og viser også tidligere ukjente "broer" på grunn av hvilke alle galakser i det lokale universet er koblet sammen til et enkelt nettverk av trådlignende strukturer. Forskere håper at kartet deres, publisert sammen med artikkelen deres i det vitenskapelige tidsskriftet Astrophysical journal, vil kunne gi en ny innsikt i mørk materie og historien til universet vårt.

Forskere finner mørk materie "broer" som kan avsløre fremtiden til galaksen vår

Skjelett av mørk materie

Eksistensen av et mystisk stoff opptaromtrent 85 % av all materie i universet er ikke bevist i dag. Samtidig er ikke flere og flere forskere i tvil om at mørk materie eksisterer. Denne situasjonen kan sammenlignes med gravitasjonsbølger, hvis eksistens Albert Einstein spådde, men de ble oppdaget for flere år siden.

Du kan lese mer om oppdagelsen av gravitasjonsbølger i en fascinerende artikkel av min kollega Artem Sutyagin

Historien om eksistensen av mørk materie begynte,selvfølgelig etter publiseringen av den generelle relativitetsteorien (GR) for 106 år siden. Litt senere oppdaget astronomen Edwin Hubble at galakser beveget seg bort fra jorden (og fra hverandre) i en stadig økende hastighet. I løpet av de neste tiårene arbeidet så fremragende hjerner som Niels Bohr, Max Planck, Louis de Broglie, Werner Heisenberg og andre med å skape kvanteteori.

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

Mens du direkte observerer mørk materieumulig, siden det ikke går inn i elektromagnetisk interaksjon med fotoner, er det et generelt akseptert konsept. Forskere har gjort mange konklusjoner om eksistensen og oppførselen til mørk materie ved å observere dens gravitasjonspåvirkning til andre romobjekter.

Kosmologer tror at mørk materie tjenerdet filamentøse skjelettet til det kosmiske nettverket, som igjen utgjør den store strukturen til universet, og kontrollerer delvis bevegelsen til galakser og andre kosmiske systemer.

Mer om emnet: Universet vårt blir varmere, finner forskere

En annen vanskelig oppgave er direktemåler fordelingen av mørk materie i vårt lokalunivers, så i løpet av arbeidet brukte astrofysikere kunstig intelligens for å lage et nytt kart.

"Lokalunivers", som vi også går inn i,er et område med en radius på rundt 1 milliard lysår, der galakser og tilhørende romobjekter "i det vesentlige er frosset i deres nåværende konfigurasjoner," og effekten av kosmisk evolusjon er ubetydelig, forklarer astronomer.

Som en av forfatterne av den vitenskapeligeI arbeidet til Donghui Jeong, assisterende professor i astronomi og astrofysikk ved University of Pennsylvania, er det mye lettere å studere distribusjonen av mørk materie i de fjerneste objektene, siden de nøyaktig gjenspeiler den utrolig fjerne fortiden til universet vårt. "Over tid, ettersom den store strukturen til universet har vokst, har kompleksiteten til universet økt, så det er iboende vanskeligere å måle mørk materie lokalt," skriver studieforfatterne.

Et kart over mørk materie i lokaluniverset.

På bildet over, den finere trådaktigobjekter (gule) fungerer som skjulte broer mellom galakser. Gravitasjonspåvirkningen av mørk materie på galakser er indikert med svarte prikker. Universets karakteristiske trekk er vist med røde prikker, og krysset markerer Melkeveien.

Les enda flere interessante artikler på kanalen vår i Yandex.Zen! Det er jevnlig publiserte artikler som ikke er på siden!

Nytt kart over mørk materie

Så, romnettkartene laget tidligere ervar basert på modellering av universets utvikling over 13,8 milliarder år frem til i dag. Denne innsatsen krevde en enorm mengde beregning og ga faktisk ikke en nøyaktig ide om lokaluniverset, noe som fikk forskere til å utvikle en ny tilnærming.

For det nye kartet fokuserte de påbruke maskinlæring for å lage en modell basert på distribusjon og bevegelse av galakser. Dette tillot dem å vurdere hvordan mørk materie er fordelt.

Storskala kart over universet på sitt beste

AI har blitt opplært til å simulere galakser som ligner påMelkeveien, via Illustris-TNG - en pågående serie simuleringer med galakser, mørk materie, gasser og annen materie. Som forfatterne av den vitenskapelige artikkelen forklarte for journalister, hvis du legger inn spesifikk informasjon i modellen, kan den fylle ut hullene ved å stole på allerede behandlede data. Forskere har i tillegg bekreftet kartleggingen ved å bruke den på ekte lokale data om galakser fra Cosmicflows-3-katalogen, som inneholder informasjon om avstandene til nesten 18 tusen galakser.

Dette er interessant: Kan gravitasjonsbølger løse kosmologiens krise?

Skjulte broer

Kartet som forskerne har fått er fantastisk.Tenk bare, for første gang kan vi vurdere de grunnleggende strukturene i det lokale universet, inkludert Melkeveien. Astrofysikere har også beskrevet nærliggende galakser og et "lokalt tomrom" - et nærliggende område med tomt rom. Dessuten tillot kartet forskere å oppdage nye strukturer.

Spesielt håper de å studere mer detaljert de små trådformede strukturene de har oppdaget som ser ut til å knytte galakser sammen. Forskerne kalte dem "skjulte broer".

Jeong mener disse trådene kan gien idé om fremtiden til vår galakse. Et spesifikt spørsmål som fortjener oppmerksomhet er om Melkeveien til slutt vil kollidere med Andromeda-galaksen.

Kosmiske trådlignende strukturer og oss. Hvilke er små, ikke sant?

"Siden mørk materie dominerer dynamikken i universet, bestemmer den i stor grad vår skjebne," sier studieforfatterne.

Dermed kan astrofysikere "spørre"en datamaskin for å utvikle et kart i milliarder av år for å se hva som vil skje i lokaluniverset. Dessuten kan de nå lage en ny modell for å bokstavelig talt ta en virtuell reise tilbake i tid. Videre forskning vil definitivt gjøre kartene våre mer nøyaktige, og mengden nye data om galakser fra nye astronomiske studier er svimlende. Så til tider venter interessante på oss, venner. Vel, les om det er mulig å reise i tid i denne artikkelen, jeg håper du liker den.