یک رویکرد محاسباتی با الهام از الگوهای رشد از یک رنگ زرد روشن لجن قالب را فعال کرده و یک تیم از ستاره شناسان و دانشمندان کامپیوتر در دانشگاه سانتا کروز برای ردیابی رشته های کیهانی در وب است که متصل کهکشان در سراسر جهان است.

نتایج خود را منتشر شده 10 مارس در مجله اختر فیزیک نامهارائه اولین قطعی ارتباط بین منتشر گاز در فضای بین کهکشانها و در مقیاس بزرگ ساختار کیهانی وب سایت پیش بینی شده توسط نظریه cosmological.

با توجه به نظریه غالب به عنوان جهان تکامل یافته پس از انفجار بزرگ ماده شد توزیع شده در یک وب مانند شبکه های به هم پیوسته رشته از هم جدا شده توسط حفره. درخشان کهکشان پر از ستاره ها و سیارات تشکیل شده در تقاطع ها و متراکم ترین مناطق از رشته های که در آن مهم ترین متمرکز شده است. این رشته از منتشر گاز هیدروژن گسترش بین کهکشان ها تا حد زیادی نامرئی اگر چه ستاره شناسان موفق شده اند به نثر و قطعات آنها.

هیچ کدام به نظر می رسد که هر چیزی برای انجام با یک پست لجن قالب به نام Physarum polycephalum به طور معمول در بر داشت در حال رشد در پوسیدگی سیاهههای مربوط و برگ بستر در کف جنگل و گاهی اوقات تشکیل اسفنجی زرد توده های مردم بر روی چمن. اما Physarum دارای سابقه ای طولانی از تعجب دانشمندان با توانایی خود را برای ایجاد بهینه شبکه های توزیع و حل محاسباتی دشوار فضایی سازمان مشکلات. در یک آزمایش مشهور, یک لجن قالب تکرار طرح از ژاپن در سیستم راه آهن با اتصال منابع غذایی مرتب به نمایندگی از شهرستانها در سراسر توکیو.

جو Burchett یک پژوهشگر فوق دکترا در نجوم و اختر فیزیک در UC Santa Cruz شده بود به دنبال یک راه برای تجسم کیهانی وب در مقیاس بزرگ اما او در شک و تردید زمانی که اسکار Elek, یک پژوهشگر فوق دکترا در محاسباتی رسانه ها پیشنهاد استفاده از یک Physarum مبتنی بر الگوریتم. پس از همه, کاملا متفاوت نیروهای شکل کیهانی وب و رشد لجن قالب.

اما Elek که همواره شیفته الگوهای موجود در طبیعت بوده است تحت تاثیر قرار Physarum “biofabrications” برلین-بر اساس هنرمند حکیم جانسون. شروع با 2 بعدی Physarum مدل جانسون استفاده می شود (در اصل در سال 2010 توسط جف جونز), Elek و یک دوست (برنامه نویس Jan Ivanecky) تمدید آن را به سه بعد و تغییرات اضافی برای ایجاد یک الگوریتم جدید آنها به نام مونت کارلو Physarum ماشین.

Burchett به Elek یک مجموعه داده از 37,000 کهکشان ها از Sloan Digital Sky Survey (SDSS) و زمانی که آنها اعمال الگوریتم جدید به این نتیجه خیلی قانع کننده نمایندگی کیهانی در وب است.

“است که یک نوع ابراز پیروزی از اکتشاف لحظه و من متقاعد شد که لجن قالب مدل راه رو به جلو برای ما” Burchett گفت. “این تا حدودی تصادفی که در آن کار می کند اما نه به طور کامل. یک لجن قالب ایجاد یک بهینه سازی شبکه حمل و نقل پیدا کردن کارآمد ترین مسیر برای اتصال منابع غذایی. در کیهانی وب, رشد, ساختار تولید شبکه های هستند که در یک حس مطلوب است. فرآیندهای اساسی متفاوت هستند اما آنها تولید سازه های ریاضی هستند که مشابه است.”

Elek همچنین اشاره کرد که “مدل ما توسعه یافته است که لایه های مختلفی از انتزاع و دور از اصلی خود را الهام بخش است.”

البته قوی بصری شباهت این مدل به نتایج مورد انتظار ساختار کیهانی وب ثابت نمی کند هر چیزی. محققان انجام انواع تست برای اعتبارسنجی مدل به عنوان آنها همچنان به تصحیح آن است.

تا به حال بهترین نمایندگی کیهانی وب پدید آمده از شبیه سازی های رایانه ای از تکامل ساختار در جهان نشان از توزیع ماده تاریک در مقیاس های بزرگ از جمله عظیم هاله ماده تاریک در کهکشان ها شکل و رشته های که به آنها متصل است. ماده تاریک نامرئی است اما این باعث می شود تا حدود 85 درصد از ماده در جهان و جاذبه باعث می شود ماده معمولی به دنبال توزیع ماده تاریک.

Burchett تیم با استفاده از داده ها از بولشوی-پلانک cosmological شبیه سازی — طراحی و توسعه توسط Joel Primack استاد بازنشسته فیزیک در دانشگاه سانتا کروز و دیگران — برای تست مونت کارلو Physarum ماشین. پس از استخراج یک فروشگاه از ماده تاریک در هاله از شبیه سازی آنها زد الگوریتم برای بازسازی وب رشته اتصال آنها. هنگامی که آنها در مقایسه با نتیجه الگوریتم اصلی شبیه سازی آنها در بر داشت یک همبستگی. لجن و گل قالب مدل اساسا تکرار این وب رشته در ماده تاریک شبیه سازی و محققان قادر به استفاده از شبیه سازی خوب برای تنظیم صحیح پارامترهای مدل خود را.

“با شروع از 450.000 ماده تاریک هاله ما می توانید تقریبا کامل مناسب برای چگالی های کیهان شناسی, شبیه سازی” Elek گفت.

Burchett نیز انجام آنچه که او به نام “سلامت عقل بررسی” مقایسه مشاهده خواص SDSS کهکشان ها با تراکم گاز بین کهکشانی متوسط پیش بینی شده توسط لجن قالب مدل. ستاره شکل گیری فعالیت در یک کهکشان باید مرتبط با چگالی آن کهکشانی محیط زیست و Burchett برطرف شد برای دیدن این انتظار همبستگی.

در حال حاضر این تیم تا به حال پیش بینی ساختار کیهانی وب اتصال 37,000 SDSS کهکشان که آنها می توانند آزمون برابر مشاهدات نجومی. برای این کار آنها با استفاده از داده های تلسکوپ فضایی هابل را Cosmic Origins طیف. بین کهکشانی گاز برگ متمایز جذب امضا در طیف نور که از طریق آن عبور می کند و چشم-خط صدها نفر از دور quasars پیرس حجم فضای اشغال شده توسط SDSS کهکشان ها.

“ما می دانستیم که در آن رشته های کیهانی در وب سایت باید تشکر به لجن قالب, بنابراین ما می تواند به آرشیو هابل در طیف برای quasars که کاوشگر که در فضا و به دنبال امضا از گاز” Burchett توضیح داد. “هر جا که ما شاهد یک رشته در مدل ما هابل در طیف نشان داد که گاز سیگنال و سیگنال رو قوی تر نسبت به وسط رشته های که در آن گاز باید متراکم تر است.”

در متراکم ترین مناطق این سیگنال کاهش یافته است. این بیش از حد همسان انتظارات او گفت: به دلیل حرارت از گاز در این مناطق ionizes هیدروژن سلب کردن الکترون ها و از بین بردن جذب امضا.

“برای اولین بار در حال حاضر ما می توانیم کمیت چگالی بین کهکشانی متوسط از راه دور حومه کیهانی وب رشته به متراکم داخلی از کهکشان خوشه” Burchett گفت. “این نتایج نه تنها تایید ساختار کیهانی وب سایت پیش بینی شده توسط cosmological models آنها نیز به ما یک راه برای بهبود درک ما از تکامل کهکشان با اتصال آن با گاز مخازن که از کهکشان های فرم.”

Burchett و Elek ملاقات از طریق coauthor آنگوس فوربس استادیار محاسباتی رسانه و مدیر UCSC خلاق برنامه نویسی آزمایشگاه در Baskin دانشکده فنی و مهندسی. Burchett و فوربس آغاز شده بود همکاری پس از ملاقات در یک open mic night برای نوازندگان در سانتا کروز, تمرکز در ابتدا در یک تجسم داده ها برنامه که در سال گذشته منتشر شده.

فوربس همچنین معرفی Elek به کار حکیم جانسون چرا که او فکر آن را اعمال می شود به Burchett را کیهانی پروژه وب اما از آنجا که “او می دانست که من یک طبیعت الگوی دمدمی مزاجی” Elek گفت.

Coauthor J. خاویر Prochaska یک استاد نجوم و اختر فیزیک در UCSC که انجام داده کار پیشگام استفاده از quasars برای بررسی ساختار بین کهکشانی متوسط و گفت: “این روش خلاق و آن پیش بینی نشده موفقیت برجسته کردن ارزش همکاری های میان رشته ای که در آن به طور کامل دیدگاه های مختلف و تخصص آنها را به تحمل در مشکلات علمی.”

فوربس’, خلاق, برنامه نویسی آزمایشگاه ترکیبی از روش های از هنر و رسانه, طراحی و علوم کامپیوتر. “من فکر می کنم وجود دارد می تواند فرصت های واقعی زمانی که شما ادغام هنر به تحقیقات علمی” فوربس گفت. “روش های خلاق برای مدل سازی و تجسم داده ها می تواند منجر به دیدگاه های جدید است که کمک به ما در ایجاد حس از سیستم های پیچیده است.”

در علاوه بر این به Burchett, Elek Prochaska و فوربس این نویسندگان عبارتند از: Nicolas Tejos در دانشگاه کاتولیک ملی واتیکان, Valparaiso, شیلی; Todd تریپ در دانشگاه ماساچوست امهرست; و Rongmon Bordoloi در دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی. این کار پشتیبانی شده توسط ناسا.

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.netshrtco.detny.im