Jaunā tumšās matērijas karte parāda tiltus starp Piena ceļu un tuvējām galaktikām

(Hong et. al., Astrophysical Journal, 2021)

Jauna karte tumšā matērija izgatavots, izmantojot mākslīgais intelekts atklāj slēptos neredzamo materiālu pavedienus, kas savieno galaktikas.

Karte koncentrējas uz vietējo Visumu - Piena Ceļa apkārtni. Neskatoties uz to, ka vietējais Visums atrodas tuvumā, to ir grūti kartēt, jo tas ir pilns ar sarežģītām struktūrām, kas veidotas no redzamas matērijas, sacīja Donghui Jeong, Pensilvānijas štata universitātes astrofiziķis un jaunā pētījuma galvenais autors.

'Mums ir jāveic reversā inženierija, lai uzzinātu, kur atrodas tumšā matērija, skatoties uz galaktikām,' Džeongs stāstīja Live Science.

Saistīts: 11 lielākie neatbildētie jautājumi par tumšo vielu

Tumšā matērija ir noslēpumaina, neredzama viela, kas mijiedarbojas ar redzamo matēriju caur smagums .

Daži pētnieki teorētiski uzskata, ka šī neredzamā matērija varētu sastāvēt no vāji mijiedarbojošām masīvām daļiņām jeb WIMP, kas būtu ļoti lielas (jebkurā gadījumā subatomiskām daļiņām) un elektromagnētiski neitrālas, lai tās nevarētu mijiedarboties ar neko elektromagnētiskajā spektrā, piemēram, gaisma .

Vēl viena ideja ar daži iespējamie pierādījumi, lai to atbalstītu ir tas, ka tumšā viela var sastāvēt no īpaši vieglām daļiņām, ko sauc par aksioniem.

Lai kāda būtu tumšā matērija, tās ietekme ir nosakāma gravitācijas spēkos, kas caurstrāvo Visumu.

Tomēr neredzamā gravitācijas spēka kartēšana nav vienkārša.

Parasti pētnieki to dara, veicot lielas datorsimulācijas, sākot ar agrīnā Visuma modeli un ātri virzoties uz priekšu caur miljardiem gadu ilgušo redzamās matērijas izplešanos un evolūciju, aizpildot gravitācijas tukšumus, lai noskaidrotu, kur atrodas tumšā matērija un kur tā. vajadzētu būt šodien. Tas prasa lielu skaitļošanas jaudu un ievērojamu laika daudzumu, sacīja Džeongs.

Šajā jaunajā pētījumā izmantota cita pieeja. Pētnieki vispirms apmācīja mašīnmācības programmu tūkstošiem redzamās matērijas un tumšās vielas datorsimulāciju vietējā Visumā.

Mašīnmācība ir paņēmiens, kas ir īpaši prasmīgs, lai atlasītu modeļus no lielām datu kopām. Pētījumā iekļautie visumu modeļi tika iegūti no sarežģītas simulāciju kopas, ko sauc par Illustris-TNG.

Pēc mašīnmācības algoritma apmācības pārbaudes otrajā Illustris-TNG Visuma simulāciju komplektā, lai iegūtu precizitāti, pētnieki to izmantoja reālās pasaules datiem.

Viņi izmantoja Cosmicflows-3 galaktiku katalogu, kurā ir dati par redzamās vielas izplatību un kustību 200 megaparseku jeb 6,5 miljardu gaismas gadu robežās no Piena ceļa. Šajā apgabalā ir vairāk nekā 17 000 galaktiku.

(Hong et. al., Astrophysical Journal, 2021)

Virs: Šīs blīvuma kartes – katra ir šķērsgriezums dažādās dimensijās – atveido zināmas, ievērojamas Visuma iezīmes (sarkanā krāsā), kā arī atklāj mazākas pavedienu pazīmes (dzeltenas), kas darbojas kā slēpti tilti starp galaktikām. X apzīmē Piena Ceļa galaktiku un bultiņas apzīmē vietējā Visuma kustību gravitācijas ietekmē.

Rezultātā tika izveidota jauna tumšās matērijas karte vietējā Visumā un tās attiecības ar redzamo matēriju.

Daudzsološā atklājumā mašīnmācības algoritms reproducēja lielu daļu no tā, kas jau bija zināms vai aizdomas par Piena ceļa apkārtni no kosmoloģiskām simulācijām.

Bet tas arī ierosināja jaunas funkcijas, tostarp garus tumšās vielas pavedienus, kas savieno galaktikas ap Piena ceļu ar to un vienu ar otru.

Tas ir svarīgi, lai saprastu, kā galaktikas laika gaitā pārvietosies, sacīja Džeongs.

Piemēram, sagaidāms, ka Piena Ceļa un Andromedas galaktikas sadursies viena ar otru aptuveni 4,5 miljardu gadu laikā.

Izpratne par vietējās tumšās matērijas lomu šajā sadursmē varētu palīdzēt precīzāk noteikt, kā un kad notiks šī apvienošanās un citi.

'Tagad, kad mēs zinām tumšās matērijas izplatību, mēs varam precīzāk aprēķināt paātrinājumu, kas pārvietos galaktikas ap mums,' sacīja Džeongs.

Pētījums parādījās 26. maijā Astrofizikas žurnāls .

Saistīts saturs:

6 veidi, kā ir mainījušās tumšās vielas medības

11 lielākie neatbildētie jautājumi par tumšo vielu

18 lielākie neatrisinātie fizikas noslēpumi

Šo rakstu sākotnēji publicēja Dzīvā zinātne . Lasīt oriģināls raksts šeit .

Populārākas Kategorijas: Cilvēkiem , Viedoklis , Veselība , Tech , Skaidrotājs , Vidi , Dabu , Daba , Neklasificēts , Sabiedrību ,

Par Mums

Neatkarīgu, Pārbaudītu Faktu Publicēšana Par Veselību, Telpu, Dabu, Tehnoloģijām Un Vidi.