Listen to the text.

segunda-feira, 16 de março de 2020

The work of Sage Jenson, a Berlin-based media artist. Slime Mold Simulations Used to Map Dark Matter Holding Universe Together. NASA. -- O trabalho de Sage Jenson, um artista de mídia de Berlim. Simulações de molde de lodo usadas para mapear o Dark Matter Holding Universe Together. NASA. -- Die Arbeit von Sage Jenson, einem Berliner Medienkünstler. Schleimpilzsimulationen, die verwendet werden, um das Universum der Dunklen Materie zusammenzuhalten. NASA. -- Работа мудреца Дженсона, берлинского медиа-художника. Моделирование слизистой формы Используется для составления карты темной материи, удерживающей Вселенную вместе. NASA. -- 柏林媒体艺术家Sage Jenson的作品。粘胶模模拟,用于将暗物质保持一致。美国宇航局。 -- عمل سيج جينسون ، فنان إعلامي مقيم في برلين. محاكاة قوالب الوحل المستخدمة لرسم خريطة المادة المظلمة القابضة الكون معا. وكالة ناسا.













The behavior of one of nature's humblest creatures is helping astronomers probe the largest structures in the universe.

The single-cell organism, known as slime mold (Physarum polycephalum), builds complex filamentary networks in search of food, finding near-optimal pathways to connect different locations. In shaping the universe, gravity builds a vast cobweb structure of filaments tying galaxies and clusters of galaxies together along faint bridges hundreds of millions of light-years long. There is an uncanny resemblance between the two networks: one crafted by biological evolution, and the other by the primordial force of gravity.

The cosmic web is the large-scale backbone of the cosmos, consisting primarily of the mysterious substance known as dark matter and laced with gas, upon which galaxies are built. Dark matter cannot be seen, but it makes up the bulk of the universe's material. The existence of a web-like structure to the universe was first hinted at in the 1985 Redshift Survey conducted at the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Since those studies, the grand scale of this filamentary structure has grown in subsequent sky surveys. The filaments form the boundaries between large voids in the universe.

But astronomers have had a difficult time finding these elusive strands, because the gas is so dim it is hard to detect. Now a team of researchers has turned to slime mold to help them build a map of the filaments in the local universe (within 500 million light-years from Earth) and find the gas within them.

They designed a computer algorithm, inspired by slime-mold behavior, and tested it against a computer simulation of the growth of dark matter filaments in the universe. A computer algorithm is similar to a recipe that tells a computer precisely what steps to take to solve a problem.

The researchers then applied the slime mold algorithm to data containing the locations of 37,000 galaxies mapped by the Sloan Digital Sky Survey at distances corresponding to 300 million light-years. The algorithm produced a three-dimensional map of the underlying cosmic web structure.

They then analyzed the ultraviolet light from 350 quasars (at much farther distances of billions of light-years) cataloged in the Hubble Spectroscopic Legacy Archive, which holds the data from NASA's Hubble Space Telescope's spectrographs. These distant cosmic flashlights are the brilliant black-hole-powered cores of active galaxies, whose light shines across space and through the foreground cosmic web. Imprinted on that light was the telltale absorption signature of otherwise undetected hydrogen gas that the team analyzed at specific points along the filaments. These target locations are far from the galaxies, which allowed the research team to link the gas to the universe's large-scale structure.

It's really fascinating that one of the simplest forms of life actually enables insight into the very largest-scale structures in the universe, said lead researcher Joseph Burchett of the University of California (UC), Santa Cruz. By using the slime-mold simulation to find the location of the cosmic web filaments, including those far from galaxies, we could then use the Hubble Space Telescope's archival data to detect and determine the density of the cool gas on the very outskirts of those invisible filaments. Scientists have detected signatures of this gas for several decades, and we have proven the theoretical expectation that this gas comprises the cosmic web.


The survey further validates research that denser regions of intergalactic gas is organized into filaments that the team found stretches over 10 million light-years from galaxies. (That distance is more than 100 times the diameter of our Milky Way galaxy.)

The researchers turned to slime mold simulations when they were searching for a way to visualize the theorized connection between the cosmic web structure and the cool gas detected in previous Hubble spectroscopic studies.

Then team member Oskar Elek, a computational media scientist at UC Santa Cruz, discovered online the work of Sage Jenson, a Berlin-based media artist. Among Jenson's works were mesmerizing artistic visualizations showing the growth of a slime mold's tentacle-like network of food-seeking structures. Jenson's art was based on outside scientific research, which detailed an algorithm for simulating the growth of slime mold.

The research team noted a striking similarity between how the slime mold builds complex filaments to capture new food, and how gravity, in shaping the universe, constructs the cosmic web strands between galaxies and galaxy clusters.

Based on the simulation, Elek developed a three-dimensional computer model of the buildup of slime mold to estimate the location of the cosmic web's filamentary structure.

Although using a slime-mold-inspired simulation to pinpoint the universe's largest structures may sound bizarre at first, scientists have used computer models of these humble microorganisms, as well as grown them in petri dishes in a lab, to solve such complex problems as finding the most efficient traffic routes in large cities, solving mazes and pinpointing crowd evacuation routes. These are hard problems to solve for a human, let alone a computer algorithm, Elek said.

You can almost see, especially in the map of galaxies in the local universe from the Sloan data, where the filaments should be, Burchett explained. The slime-mold model fits that intuition impressively. The structure that you know should be there is all of a sudden found by the computer algorithm. There was no other known method that was well suited to this problem for our research.

The researchers say that it is very difficult to design a reliable algorithm for finding the filaments in such a large survey of galaxies. So it's quite amazing to see that the virtual slime mold gives you a very close approximation in just minutes, Elek explained. You can literally watch it grow. Just for comparison, growing the organism in a petri dish takes days. Slime mold actually has a very special kind of intelligence for solving this one spatial task. After all, it's critical to its survival.

The team's paper will appear in The Astrophysical Journal Letters.

The Hubble Space Telescope is a project of international cooperation between NASA and ESA (European Space Agency). NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, manages the telescope. The Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore, Maryland, conducts Hubble science operations. STScI is operated for NASA by the Association of Universities for Research in Astronomy in Washington, D.C.

Claire Andreoli
NASA's Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.
301-286-1940
claire.andreoli@nasa.gov

Donna Weaver / Ray Villard
Space Telescope Science Institute, Baltimore
410-338-4493 / 410-338-4514
dweaver@stsci.edu / villard@stsci.edu

Joseph Burchett / Oskar Elek
UC Santa Cruz, Santa Cruz, California
burchett@ucolick.org / oelek@ucsc.edu

Last Updated: March 10, 2020
Editor: Rob Garner
Tags:  Dark Energy and Dark Matter, Goddard Space Flight Center, Hubble Space Telescope, Universe


Astronomers have gotten creative in trying to trace the elusive cosmic web, the large-scale backbone of the cosmos. Researchers turned to slime mold, a single-cell organism found on Earth, to help them build a map of the filaments in the local universe (within 500 million light-years from Earth) and find the gas within them. The researchers designed a computer algorithm inspired by the organism's behavior and applied it to data containing the positions of 37,000 galaxies (food for the slime mold) mapped by the Sloan Digital Sky Survey. The algorithm produced a three-dimensional map of the underlying cosmic web's intricate filamentary network, the purple structure in the image. The three sets of inset boxes show some of those individual galaxies that were fed to the slime mold and the filamentary structure connecting them. The galaxies are represented by the yellow dots in three of the inset images. Next to each galaxy snapshot is an image of the galaxies with the cosmic web's connecting strands (purple) superimposed on them.
Credits: NASA, ESA, and J. Burchett and O. Elek (UC Santa Cruz)
1-

by Edison Mariotti, 

“A matemática, vista corretamente, possui não apenas verdade, mas também suprema beleza - uma beleza fria e austera, como a da escultura.”
frase BERTRAND RUSSEL - matemático indiano
-
data analyst in code programming language, R.
-
Say no to fake News.
This report, is guaranteed to verify the address of the LINK above
-
@edison.mariotti  - #edisonmariotti
-
analista de dados em linguagem de programação em código, R.
Diga não às fake news.
-
by Natural Language Processing (NLP) 
-
via Processamento de linguagem natural (PNL).
-
Esta reportagem, tem a garantia de apuração do endereço do LINK abaixo.









--br via tradutor do google
O trabalho de Sage Jenson, um artista de mídia de Berlim. Simulações de molde de lodo usadas para mapear o Dark Matter Holding Universe Together. NASA.

O comportamento de uma das criaturas mais humildes da natureza está ajudando os astrônomos a sondar as maiores estruturas do universo.

O organismo unicelular, conhecido como mofo (Physarum polycephalum), constrói redes filamentosas complexas em busca de alimentos, encontrando caminhos quase ótimos para conectar diferentes locais. Ao moldar o universo, a gravidade constrói uma vasta estrutura de filamentos de teias de aranha que unem galáxias e aglomerados de galáxias ao longo de pontes fracas, com centenas de milhões de anos-luz de comprimento. Há uma estranha semelhança entre as duas redes: uma criada pela evolução biológica e a outra pela força primordial da gravidade.

A teia cósmica é a espinha dorsal em larga escala do cosmos, consistindo principalmente da substância misteriosa conhecida como matéria escura e atada a gás, sobre a qual as galáxias são construídas. A matéria escura não pode ser vista, mas compõe a maior parte do material do universo. A existência de uma estrutura semelhante a uma teia no universo foi sugerida pela primeira vez no Redshift Survey de 1985, conduzido no Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Desde esses estudos, a grande escala dessa estrutura filamentar cresceu em pesquisas subseqüentes no céu. Os filamentos formam as fronteiras entre grandes vazios no universo.

Mas os astrônomos tiveram dificuldade em encontrar esses fios indescritíveis, porque o gás é tão escuro que é difícil de detectar. Agora, uma equipe de pesquisadores se voltou para o mofo para ajudá-los a construir um mapa dos filamentos no universo local (a 500 milhões de anos-luz da Terra) e encontrar o gás dentro deles.

Eles projetaram um algoritmo de computador, inspirado no comportamento do molde de lodo, e o testaram contra uma simulação de computador do crescimento de filamentos de matéria escura no universo. Um algoritmo de computador é semelhante a uma receita que informa ao computador exatamente quais etapas a serem seguidas para resolver um problema.

Os pesquisadores então aplicaram o algoritmo de mofo aos dados contendo as localizações de 37.000 galáxias mapeadas pelo Sloan Digital Sky Survey a distâncias correspondentes a 300 milhões de anos-luz. O algoritmo produziu um mapa tridimensional da estrutura da teia cósmica subjacente.

Eles então analisaram a luz ultravioleta de 350 quasares (a distâncias muito maiores de bilhões de anos-luz) catalogados no Hubble Spectroscopic Legacy Archive, que contém os dados dos espectrógrafos do Telescópio Espacial Hubble da NASA. Essas lanternas cósmicas distantes são os brilhantes núcleos movidos a buracos negros de galáxias ativas, cuja luz brilha através do espaço e através da teia cósmica em primeiro plano. Impressa nessa luz estava a assinatura reveladora da absorção de gás hidrogênio não detectado, que a equipe analisou em pontos específicos ao longo dos filamentos. Esses locais-alvo estão longe das galáxias, o que permitiu à equipe de pesquisa vincular o gás à estrutura de larga escala do universo.

É realmente fascinante que uma das formas mais simples de vida realmente permita a compreensão das estruturas de maior escala do universo, disse o pesquisador principal Joseph Burchett, da Universidade da Califórnia (UC), Santa Cruz. Usando a simulação de molde de lodo para encontrar a localização dos filamentos cósmicos da web, incluindo aqueles longe das galáxias, poderíamos então usar os dados de arquivamento do Telescópio Espacial Hubble para detectar e determinar a densidade do gás frio nos arredores daqueles invisíveis filamentos. Os cientistas detectaram assinaturas desse gás por várias décadas e provamos a expectativa teórica de que esse gás compreende a rede cósmica.

A pesquisa valida ainda mais a pesquisa de que regiões mais densas do gás intergaláctico são organizadas em filamentos que a equipe descobriu que se estendem por mais de 10 milhões de anos-luz de galáxias. (Essa distância é mais de 100 vezes o diâmetro da nossa galáxia da Via Láctea.)

Os pesquisadores adotaram simulações de mofo quando procuravam uma maneira de visualizar a conexão teorizada entre a estrutura da teia cósmica e o gás frio detectado em estudos espectroscópicos anteriores do Hubble.

O membro da equipe Oskar Elek, cientista de mídia computacional da UC Santa Cruz, descobriu on-line o trabalho de Sage Jenson, um artista de mídia de Berlim. Entre as obras de Jenson, havia visualizações artísticas fascinantes, mostrando o crescimento da rede de estruturas de busca de alimentos, semelhante a tentáculos de um molde de lodo. A arte de Jenson foi baseada em pesquisas científicas externas, que detalhavam um algoritmo para simular o crescimento de mofo.

A equipe de pesquisa observou uma semelhança impressionante entre a forma como o mofo constrói filamentos complexos para capturar novos alimentos e como a gravidade, ao moldar o universo, constrói os fios da teia cósmica entre galáxias e aglomerados de galáxias.

Com base na simulação, a Elek desenvolveu um modelo de computador tridimensional do acúmulo de mofo para estimar a localização da estrutura filamentar da teia cósmica.

Embora o uso de uma simulação inspirada em mofo para identificar as maiores estruturas do universo possa parecer bizarro a princípio, os cientistas usaram modelos de computador desses microorganismos humildes, além de cultivá-los em placas de Petri em laboratório, para resolver problemas tão complexos quanto encontrar as rotas de tráfego mais eficientes nas grandes cidades, resolvendo labirintos e identificando rotas de evacuação de multidões. Estes são problemas difíceis de resolver para um ser humano, muito menos um algoritmo de computador, disse Elek.

Você quase pode ver, especialmente no mapa de galáxias no universo local, a partir dos dados de Sloan, onde deveriam estar os filamentos, explicou Burchett. O modelo slime-mold se encaixa nessa intuição de maneira impressionante. A estrutura que você sabe que deveria estar lá é repentinamente encontrada pelo algoritmo do computador. Não havia outro método conhecido que fosse adequado para esse problema em nossa pesquisa.

Os pesquisadores dizem que é muito difícil projetar um algoritmo confiável para encontrar os filamentos em uma pesquisa tão grande de galáxias. Portanto, é incrível ver que o molde de lodo virtual oferece uma aproximação muito próxima em apenas alguns minutos, explicou Elek. Você pode literalmente vê-lo crescer. Apenas para comparação, cultivar o organismo em uma placa de Petri leva dias. Na verdade, o molde de lodo tem um tipo muito especial de inteligência para resolver essa tarefa espacial. Afinal, é fundamental para sua sobrevivência.

O artigo da equipe aparecerá em The Astrophysical Journal Letters.

O Telescópio Espacial Hubble é um projeto de cooperação internacional entre a NASA e a ESA (Agência Espacial Européia). O Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, gerencia o telescópio. O Instituto de Ciências do Telescópio Espacial (STScI), em Baltimore, Maryland, conduz operações científicas do Hubble. O STScI é operado para a NASA pela Associação de Universidades para Pesquisa em Astronomia em Washington, D.C.

Claire Andreoli
Centro de Vôo Espacial Goddard da NASA, Greenbelt, Maryland.
301-286-1940
claire.andreoli@nasa.gov

Donna Weaver / Ray Villard
Instituto de Ciências do Telescópio Espacial, Baltimore
410-338-4493 / 410-338-4514
dweaver@stsci.edu / villard@stsci.edu

Joseph Burchett / Oskar Elek
UC Santa Cruz, Santa Cruz, Califórnia
burchett@ucolick.org / oelek@ucsc.edu

Ultima atualização: 10 de março de 2020
Editor: Rob Garner
Tags: Energia escura e matéria escura, Centro de vôo espacial Goddard, Telescópio espacial Hubble, Universo

Os astrônomos se tornaram criativos ao tentar rastrear a elusiva teia cósmica, a espinha dorsal em larga escala do cosmos. Pesquisadores se voltaram para o mofo, um organismo unicelular encontrado na Terra, para ajudá-los a construir um mapa dos filamentos no universo local (a 500 milhões de anos-luz da Terra) e encontrar o gás dentro deles. Os pesquisadores projetaram um algoritmo de computador inspirado no comportamento do organismo e o aplicaram a dados contendo as posições de 37.000 galáxias (alimento para o mofo) mapeadas pelo Sloan Digital Sky Survey. O algoritmo produziu um mapa tridimensional da intrincada rede filamentar da teia cósmica subjacente, a estrutura roxa da imagem. Os três conjuntos de caixas inseridas mostram algumas daquelas galáxias individuais que foram alimentadas ao molde de lodo e à estrutura filamentar que as conecta. As galáxias são representadas pelos pontos amarelos em três das imagens inseridas. Ao lado de cada instantâneo de galáxia, há uma imagem das galáxias com os fios de conexão da teia cósmica (roxa) sobrepostos a elas.

Créditos: NASA, ESA e J. Burchett e O. Elek (UC Santa Cruz)










--de via tradutor do google
Die Arbeit von Sage Jenson, einem Berliner Medienkünstler. Schleimpilzsimulationen, die verwendet werden, um das Universum der Dunklen Materie zusammenzuhalten. NASA.

Das Verhalten einer der bescheidensten Kreaturen der Natur hilft Astronomen, die größten Strukturen im Universum zu untersuchen.

Der einzellige Organismus, bekannt als Schleimpilz (Physarum polycephalum), baut auf der Suche nach Nahrung komplexe Filamentnetzwerke auf und findet nahezu optimale Wege, um verschiedene Orte zu verbinden. Bei der Gestaltung des Universums baut die Schwerkraft eine riesige Spinnennetzstruktur aus Filamenten auf, die Galaxien und Galaxienhaufen entlang schwacher Brücken mit einer Länge von Hunderten von Millionen Lichtjahren zusammenbinden. Es gibt eine unheimliche Ähnlichkeit zwischen den beiden Netzwerken: eines durch biologische Evolution und das andere durch die ursprüngliche Schwerkraft.

Das kosmische Netz ist das großräumige Rückgrat des Kosmos, das hauptsächlich aus der mysteriösen Substanz besteht, die als dunkle Materie bekannt und mit Gas versetzt ist und auf der Galaxien aufgebaut sind. Dunkle Materie kann nicht gesehen werden, macht aber den größten Teil des Universumsmaterials aus. Die Existenz einer netzartigen Struktur für das Universum wurde erstmals in der 1985 am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics durchgeführten Redshift Survey erwähnt. Seit diesen Studien ist der Umfang dieser Filamentstruktur in nachfolgenden Himmelsuntersuchungen gewachsen. Die Filamente bilden die Grenzen zwischen großen Hohlräumen im Universum.

Aber Astronomen hatten Schwierigkeiten, diese schwer fassbaren Stränge zu finden, weil das Gas so schwach ist, dass es schwer zu erkennen ist. Jetzt hat sich ein Forscherteam dem Schleimpilz zugewandt, um eine Karte der Filamente im lokalen Universum (innerhalb von 500 Millionen Lichtjahren von der Erde entfernt) zu erstellen und das darin enthaltene Gas zu finden.

Sie entwarfen einen Computeralgorithmus, der vom Schleimpilzverhalten inspiriert war, und testeten ihn anhand einer Computersimulation des Wachstums von Filamenten aus dunkler Materie im Universum. Ein Computeralgorithmus ähnelt einem Rezept, das einem Computer genau mitteilt, welche Schritte zur Lösung eines Problems erforderlich sind.

Die Forscher wendeten dann den Schleimpilzalgorithmus auf Daten an, die die Standorte von 37.000 Galaxien enthielten, die vom Sloan Digital Sky Survey in Entfernungen von 300 Millionen Lichtjahren kartiert wurden. Der Algorithmus erzeugte eine dreidimensionale Karte der zugrunde liegenden kosmischen Webstruktur.

Anschließend analysierten sie das ultraviolette Licht von 350 Quasaren (in viel größeren Entfernungen von Milliarden von Lichtjahren), die im Hubble Spectroscopic Legacy Archive katalogisiert sind und die Daten aus den Spektrographen des Hubble-Weltraumteleskops der NASA enthalten. Diese fernen kosmischen Taschenlampen sind die brillanten Kerne aktiver Galaxien, die von Schwarzen Löchern angetrieben werden und deren Licht durch den Raum und durch das kosmische Vordergrundnetz scheint. In dieses Licht war die verräterische Absorptionssignatur von ansonsten nicht erkanntem Wasserstoffgas eingeprägt, die das Team an bestimmten Punkten entlang der Filamente analysierte. Diese Zielorte sind weit entfernt von den Galaxien, was es dem Forscherteam ermöglichte, das Gas mit der großräumigen Struktur des Universums zu verbinden.

Es ist wirklich faszinierend, dass eine der einfachsten Lebensformen tatsächlich Einblicke in die größten Strukturen des Universums ermöglicht, sagte der leitende Forscher Joseph Burchett von der University of California (UC) in Santa Cruz. Mithilfe der Schleimpilzsimulation, um den Ort der kosmischen Netzfilamente zu finden, einschließlich jener, die weit entfernt von Galaxien liegen, könnten wir dann die Archivdaten des Hubble-Weltraumteleskops verwenden, um die Dichte des kühlen Gases am Rande der unsichtbaren zu erfassen und zu bestimmen Filamente. Wissenschaftler haben seit mehreren Jahrzehnten Signaturen dieses Gases entdeckt, und wir haben die theoretische Erwartung bewiesen, dass dieses Gas das kosmische Netz umfasst.

Die Umfrage bestätigt weiter die Forschung, dass dichtere Regionen intergalaktischen Gases in Filamenten organisiert sind, von denen das Team feststellte, dass sie sich über 10 Millionen Lichtjahre von Galaxien erstrecken. (Diese Entfernung beträgt mehr als das 100-fache des Durchmessers unserer Milchstraßengalaxie.)

Die Forscher wandten sich Schleimpilzsimulationen zu, als sie nach einer Möglichkeit suchten, den theoretischen Zusammenhang zwischen der kosmischen Netzstruktur und dem in früheren Hubble-spektroskopischen Studien nachgewiesenen kühlen Gas zu visualisieren.

Dann entdeckte Teammitglied Oskar Elek, ein Computational Media Scientist an der UC Santa Cruz, online die Arbeit von Sage Jenson, einem in Berlin lebenden Medienkünstler. Zu Jensons Werken gehörten faszinierende künstlerische Visualisierungen, die das Wachstum des tentakelartigen Netzwerks von Strukturen für die Nahrungssuche eines Schleimpilzes zeigten. Jensons Kunst basierte auf externen wissenschaftlichen Forschungen, die einen Algorithmus zur Simulation des Wachstums von Schleimpilzen darstellten.

Das Forscherteam stellte eine bemerkenswerte Ähnlichkeit zwischen der Art und Weise fest, wie der Schleimpilz komplexe Filamente bildet, um neue Lebensmittel einzufangen, und wie die Schwerkraft bei der Gestaltung des Universums die kosmischen Netzstränge zwischen Galaxien und Galaxienhaufen konstruiert.

Basierend auf der Simulation entwickelte Elek ein dreidimensionales Computermodell des Aufbaus von Schleimpilzen, um den Ort der Filamentstruktur des kosmischen Netzes abzuschätzen.

Obwohl die Verwendung einer von Schleimpilzen inspirierten Simulation zur Ermittlung der größten Strukturen des Universums zunächst bizarr klingt, haben Wissenschaftler Computermodelle dieser bescheidenen Mikroorganismen verwendet und sie in Petrischalen in einem Labor gezüchtet, um so komplexe Probleme wie das Finden zu lösen Die effizientesten Verkehrswege in Großstädten, die Labyrinthe lösen und Evakuierungswege für Menschenmengen bestimmen. Dies sind schwierige Probleme, die für einen Menschen zu lösen sind, geschweige denn für einen Computeralgorithmus, sagte Elek.

Sie können fast auf der Karte der Galaxien im lokalen Universum anhand der Sloan-Daten sehen, wo sich die Filamente befinden sollten, erklärte Burchett. Das Schleimpilzmodell passt eindrucksvoll zu dieser Intuition. Die Struktur, von der Sie wissen, dass sie vorhanden sein sollte, wird plötzlich vom Computeralgorithmus gefunden. Es gab keine andere bekannte Methode, die für unser Problem für unsere Forschung gut geeignet war.

Die Forscher sagen, dass es sehr schwierig ist, einen zuverlässigen Algorithmus zum Auffinden der Filamente in einer so großen Untersuchung von Galaxien zu entwickeln. Es ist also ziemlich erstaunlich zu sehen, dass die virtuelle Schleimpilz in nur wenigen Minuten eine sehr genaue Annäherung liefert, erklärte Elek. Sie können buchstäblich zusehen, wie es wächst. Nur zum Vergleich: Das Wachstum des Organismus in einer Petrischale dauert Tage. Schleimpilz hat tatsächlich eine ganz besondere Art von Intelligenz, um diese eine räumliche Aufgabe zu lösen. Immerhin ist es entscheidend für sein Überleben.

Das Papier des Teams erscheint in den Astrophysical Journal Letters.

Das Hubble-Weltraumteleskop ist ein Projekt der internationalen Zusammenarbeit zwischen der NASA und der ESA (Europäische Weltraumorganisation). Das Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, verwaltet das Teleskop. Das Space Telescope Science Institute (STScI) in Baltimore, Maryland, führt Hubble-Wissenschaftsoperationen durch. STScI wird für die NASA von der Association of Universities for Research in Astronomy in Washington, D.C., betrieben.

Claire Andreoli
Goddard Space Flight Center der NASA, Greenbelt, Md.
301-286-1940
claire.andreoli@nasa.gov


Donna Weaver / Ray Villard
Weltraumteleskop-Wissenschaftsinstitut, Baltimore
410-338-4493 / 410-338-4514
dweaver@stsci.edu / villard@stsci.edu

Joseph Burchett / Oskar Elek
UC Santa Cruz, Santa Cruz, Kalifornien
burchett@ucolick.org / oelek@ucsc.edu


Letzte Aktualisierung: 10. März 2020
Herausgeber: Rob Garner
Tags: Dunkle Energie und Dunkle Materie, Goddard Space Flight Center, Hubble-Weltraumteleskop, Universum

Astronomen sind kreativ geworden, um das schwer fassbare kosmische Netz, das große Rückgrat des Kosmos, aufzuspüren. Die Forscher wandten sich dem Schleimpilz zu, einem einzelligen Organismus auf der Erde, um eine Karte der Filamente im lokalen Universum (innerhalb von 500 Millionen Lichtjahren von der Erde entfernt) zu erstellen und das darin enthaltene Gas zu finden. Die Forscher entwarfen einen Computeralgorithmus, der vom Verhalten des Organismus inspiriert war, und wandten ihn auf Daten an, die die Positionen von 37.000 Galaxien (Nahrung für den Schleimpilz) enthielten, die von der Sloan Digital Sky Survey kartiert wurden. Der Algorithmus erzeugte eine dreidimensionale Karte des komplizierten Filamentnetzwerks des zugrunde liegenden kosmischen Netzes, der violetten Struktur im Bild. Die drei Sätze von Einschubkästen zeigen einige dieser einzelnen Galaxien, die der Schleimpilz zugeführt wurden, und die sie verbindende Filamentstruktur. Die Galaxien werden in drei der eingefügten Bilder durch die gelben Punkte dargestellt. Neben jedem Galaxienschnappschuss befindet sich ein Bild der Galaxien mit den darüber liegenden Verbindungssträngen (lila) des kosmischen Netzes.

Credits: NASA, ESA und J. Burchett und O. Elek (UC Santa Cruz)









--ru via tradutor do google
Работа мудреца Дженсона, берлинского медиа-художника. Моделирование слизистой формы Используется для составления карты темной материи, удерживающей Вселенную вместе. NASA.

Поведение одного из самых скромных существ природы помогает астрономам исследовать самые большие структуры во вселенной.

Одноклеточный организм, известный как слизистая плесень (Physarum polycephalum), создает сложные нитевидные сети в поисках пищи, находя почти оптимальные пути для соединения разных мест. При формировании Вселенной гравитация создает обширную паутинистую структуру из нитей, связывающих галактики и скопления галактик вместе вдоль слабых мостов длиной в сотни миллионов световых лет. Существует странное сходство между двумя сетями: одна создана биологической эволюцией, а другая - изначальной силой гравитации.

Космическая паутина - это масштабная магистраль космоса, состоящая в основном из таинственной субстанции, известной как темная материя и пронизанной газом, на которой построены галактики. Темная материя не видна, но она составляет основную часть материала вселенной. На существование веб-структуры во Вселенной впервые намекали в Обзоре Красных Смещений 1985 года, проведенном в Гарвард-Смитсоновском Центре Астрофизики. С тех пор, как велики масштабы этой волокнистой структуры выросли в последующих обзорах неба. Волокна образуют границы между большими пустотами во вселенной.

Но астрономам было трудно найти эти неуловимые нити, потому что газ настолько тусклый, что его трудно обнаружить. Теперь команда исследователей обратилась к слизистой плесени, чтобы помочь им построить карту нитей в локальной вселенной (в пределах 500 миллионов световых лет от Земли) и найти в них газ.

Они разработали компьютерный алгоритм, вдохновленный поведением слизи, и проверили его на компьютерном моделировании роста нитей темной материи во Вселенной. Компьютерный алгоритм похож на рецепт, который точно сообщает компьютеру, какие шаги предпринять для решения проблемы.

Затем исследователи применили алгоритм слизистой формы к данным, содержащим местоположения 37 000 галактик, нанесенных на карту Слоан Цифровым Обзором Неба на расстояниях, соответствующих 300 миллионам световых лет. Алгоритм создал трехмерную карту базовой космической веб-структуры.

Затем они проанализировали ультрафиолетовое излучение от 350 квазаров (на гораздо более дальних расстояниях в миллиарды световых лет), каталогизированных в Архиве спектроскопического наследия Хаббла, который содержит данные спектрографов космического телескопа Хаббла НАСА. Эти далекие космические фонарики являются блестящими ядрами активных галактик, питаемых чёрными дырами, чей свет сияет через пространство и через переднюю космическую сеть. На этом свете была отпечатана характерная подпись поглощения необнаруженного в других отношениях газообразного водорода, который группа исследовала в определенных точках вдоль нитей. Эти целевые местоположения находятся далеко от галактик, что позволило исследовательской группе связать газ с крупномасштабной структурой Вселенной.

Поистине удивительно, что одна из самых простых форм жизни действительно позволяет понять самые масштабные структуры во вселенной, говорит ведущий исследователь Джозеф Бурчетт из Университета Калифорнии (Калифорнийский университет в Санта-Круз). Используя моделирование слизи-плесени, чтобы найти местоположение космических волокон, в том числе находящихся вдали от галактик, мы могли бы затем использовать архивные данные космического телескопа Хаббла для обнаружения и определения плотности холодного газа на самых окраинах этих невидимых нити. Ученые обнаружили сигнатуры этого газа в течение нескольких десятилетий, и мы доказали теоретическое ожидание того, что этот газ составляет космическую сеть.

Опрос также подтверждает правильность исследования, согласно которому более плотные области межгалактического газа организованы в нити, которые, как обнаружили ученые, простираются на 10 миллионов световых лет от галактик. (Это расстояние более чем в 100 раз больше диаметра нашей галактики Млечный Путь.)

Исследователи обратились к моделированию слизистой плесени, когда искали способ визуализировать теоретическую связь между космической структурой полотна и холодным газом, обнаруженную в предыдущих спектроскопических исследованиях Хаббла.

Затем член команды Оскар Элек, специалист по вычислительной технике в Калифорнийском университете в Санта-Крузе, обнаружил в сети работу мудреца из Берлина, художника из Берлина. Среди работ Дженсона были завораживающие художественные визуализации, показывающие рост сети слизистой формы, похожей на щупальце, в поисках пищи. Искусство Дженсона было основано на внешнем научном исследовании, которое детализировало алгоритм для моделирования роста плесени слизи.

Исследовательская группа отметила поразительное сходство между тем, как форма слизи создает сложные нити для захвата новой пищи, и тем, как гравитация, формируя вселенную, создает космические нити между галактиками и скоплениями галактик.

Основываясь на моделировании, Элек разработал трехмерную компьютерную модель накопления слизистой плесени, чтобы оценить местоположение волокнистой структуры космической сети.

Хотя использование симуляции, основанной на слизи и плесени, для определения самых больших структур вселенной может показаться странным на первый взгляд, ученые использовали компьютерные модели этих скромных микроорганизмов, а также выращивали их в чашках Петри в лаборатории для решения таких сложных задач, как поиск самые эффективные маршруты движения в крупных городах, поиск лабиринтов и определение путей эвакуации толпы. Элек сказал, что это трудные проблемы для человека, не говоря уже о компьютерном алгоритме.

Вы можете почти увидеть, особенно на карте галактик в локальной вселенной из данных Слоана, где должны быть нити, объяснил Берчетт. Модель слизь-плесень прекрасно вписывается в эту интуицию. Структура, которую вы знаете, должна быть там, внезапно найдена компьютерным алгоритмом. Не было другого известного метода, который бы хорошо подходил к этой проблеме для нашего исследования.

Исследователи говорят, что очень сложно разработать надежный алгоритм поиска филаментов в таком большом обзоре галактик. Так что довольно удивительно видеть, что виртуальная форма слизи дает вам очень близкое приближение за считанные минуты, объяснил Элек. Вы можете буквально наблюдать, как он растет. Для сравнения, выращивание организма в чашке Петри занимает несколько дней. У слизи на самом деле есть особый вид интеллекта для решения этой одной пространственной задачи. В конце концов, это важно для его выживания.

Документ команды появится в «Астрофизическом журнале».

Космический телескоп Хаббл - это проект международного сотрудничества между НАСА и Европейским космическим агентством. Центр космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд, управляет телескопом. Научный институт космического телескопа (STScI) в Балтиморе, штат Мэриленд, проводит научные исследования Хаббла. STScI управляется для НАСА Ассоциацией университетов по исследованию астрономии в Вашингтоне, округ Колумбия.

Клэр Андреоли
Центр космических полетов имени Годдарда НАСА, Гринбелт, штат Мэриленд
301-286-1940
claire.andreoli@nasa.gov

Донна Уивер / Рэй Виллар
Научный институт космического телескопа, Балтимор
410-338-4493 / 410-338-4514
dweaver@stsci.edu / villard@stsci.edu


Джозеф Бурчетт / Оскар Элек
UC Santa Cruz, Санта-Круз, Калифорния
burchett@ucolick.org / oelek@ucsc.edu

Последнее обновление: 10 марта 2020 г.
Редактор: Роб Гарнер
Теги: Темная энергия и Темная материя, Центр космических полетов Годдарда, Космический телескоп Хаббла, Вселенная

Астрономы проявили изобретательность, пытаясь проследить неуловимую космическую сеть, крупномасштабную основу космоса. Исследователи обратились к слизистой плесени, одноклеточному организму, найденному на Земле, чтобы помочь им построить карту нитей в локальной вселенной (в пределах 500 миллионов световых лет от Земли) и найти в них газ. Исследователи разработали компьютерный алгоритм, основанный на поведении организма, и применили его к данным, содержащим положения 37 000 галактик (пищи для слизистой плесени), нанесенных на карту Sloan Digital Sky Survey. Алгоритм создал трехмерную карту сложной волокнистой сети базовой космической сети, пурпурной структуры на изображении. Три набора вставок показывают некоторые из тех отдельных галактик, которые были поданы в форму слизи, и нитевидную структуру, соединяющую их. Галактики представлены желтыми точками на трех изображениях-врезках. Рядом с каждым снимком галактики находится изображение галактик с наложенными на них связующими нитями космического полотна (фиолетового цвета).

Кредиты: НАСА, ЕКА, Дж. Бурчетт и О. Элек (UC Santa Cruz)

1-













--chines simplificado via tradutor do google
柏林媒体艺术家Sage Jenson的作品。粘胶模模拟,用于将暗物质保持一致。美国宇航局。

大自然中最卑鄙的一种生物的行为正在帮助天文学家探测宇宙中最大的结构。

这种单细胞生物被称为粘液霉菌(Physarum polycephalum),它建立了复杂的丝状网络来寻找食物,找到了连接不同位置的最佳途径。在塑造宇宙的过程中,重力建立了一个庞大的蜘蛛网结构,这些蜘蛛网沿着数亿光年长的微弱桥梁,将星系和星系团捆绑在一起。这两个网络之间有着不可思议的相似之处:一个是由生物进化产生的,另一个是由原始引力产生的。

宇宙网是宇宙的大规模主干,主要由被称为暗物质的神秘物质组成,并夹杂着气体,在其上建立了星系。看不见暗物质,但它构成了宇宙物质的大部分。 1985年在哈佛-史密森天体物理学中心进行的“红移”调查首次暗示了类似网状结构的存在。自从这些研究以来,这种丝状结构的巨大规模在随后的天空勘测中得到了发展。细丝形成宇宙中大空隙之间的边界。

但是天文学家很难找到这些难以捉摸的链,因为气体太暗了,很难检测到。现在,一组研究人员已转向使用粘液霉菌来帮助他们绘制局部宇宙中的细丝图(距地球5亿光年以内),并在其中寻找气体。

他们设计了一种受粘液行为启发的计算机算法,并针对计算机模拟了宇宙中暗物质长丝的生长进行了测试。计算机算法类似于一种配方,该配方可以准确地告诉计算机要采取什么步骤来解决问题。

然后,研究人员将粘液霉菌算法应用于包含斯隆数字天空调查所绘制的37,000个星系的位置的数据中,其距离对应于3亿光年。该算法生成了基础宇宙网结构的三维地图。

然后,他们分析了哈勃光谱遗留档案库中归类的350个类星体(距离更远,数十亿光年)中的紫外线,该档案库保存了NASA哈勃太空望远镜光谱仪中的数据。这些遥远的宇宙手电筒是活跃星系的亮黑洞供电核心,它们的光线穿过整个宇宙并通过前景宇宙网发光。研究小组在沿灯丝的特定位置分析了未被检测到的氢气,从而在该灯上留下了鲜明的印象。这些目标位置离星系很远,这使得研究团队可以将气体与宇宙的大规模结构联系起来。

加州大学圣克鲁斯分校的首席研究员约瑟夫·伯切特说,最令人着迷的是,一种最简单的生命形式实际上使人们能够洞察宇宙中最大的结构。通过使用粘模模拟来查找宇宙网丝的位置,包括距离星系较远的网丝,然后我们可以使用哈勃太空望远镜的档案数据来检测并确定那些看不见的外围的冷气密度。细丝。几十年来,科学家已经发现了这种气体的特征,并且我们已经证明了这种气体包含宇宙网的理论期望。

这项调查进一步证实了有关银河系气体的较密区域被组织成细丝的研究,研究小组发现这些细丝距离银河系超过1000万光年。 (该距离是我们银河系直径的100倍以上。)

研究人员在寻找一种方法来可视化宇宙纤维网结构与先前哈勃光谱研究中检测到的冷气体之间的理论联系时,便转向了粘液模子模拟。

然后,加州大学圣克鲁斯分校的计算媒体科学家Oskar Elek的团队成员在网上发现了柏林媒体艺术家Sage Jenson的作品。在简森的作品中,令人着迷的艺术视觉效果展示了粘液霉菌的触手状觅食结构网络的增长。詹森(Jenson)的艺术基于外部科学研究,其中详细介绍了一种模拟粘液霉菌生长的算法。

研究团队指出,粘液霉菌如何构建复杂的细丝来捕获新食物,以及重力如何在塑造宇宙的过程中,在星系和星系团之间构造宇宙纤维网股之间存在惊人的相似性。

在仿真的基础上,Elek开发了粘液模具堆积的三维计算机模型,以估算宇宙纤维网的丝状结构的位置。

尽管最初使用粘液霉菌模拟来找出宇宙的最大结构可能听起来很奇怪,但科学家们已经使用这些不起眼的微生物的计算机模型,并在实验室的培养皿中培养它们,以解决诸如发现等复杂问题。大城市中最高效的交通路线,解决迷宫并确定人群疏散路线。 Elek说,这些是人类难以解决的难题,更不用说计算机算法了。

Burchett解释说,您几乎可以看到,尤其是在从斯隆数据中获得的本地宇宙星系图中,应该在哪里找到细丝。煤泥模型非常符合这种直觉。计算机算法突然发现了应该知道的结构。对于我们的研究,没有其他已知方法非常适合此问题。

研究人员说,在如此庞大的星系调查中,设计一种可靠的算法来发现细丝非常困难。因此,令人惊讶的是,虚拟粘液模具在短短几分钟内即可为您提供非常接近的近似值,Elek解释说。您可以从字面上看它的增长。只是为了进行比较,在培养皿中培养生物需要几天的时间。粘液霉菌实际上具有一种非常特殊的智能来解决这一空间任务。毕竟,这对其生存至关重要。

研究小组的论文将发表在《天体物理学期刊快报》上。

哈勃太空望远镜是NASA与ESA(欧洲航天局)之间国际合作的项目。位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心负责管理该望远镜。位于马里兰州巴尔的摩的太空望远镜科学研究所(STScI)进行哈勃科学行动。 STScI由位于华盛顿特区的天文学研究大学协会为NASA运营。


克莱尔·安德烈奥利(Claire Andreoli)

美国宇航局戈达德太空飞行中心,马里兰州格林贝尔

301-286-1940

claire.andreoli@nasa.gov


唐娜·韦弗/雷·维拉德

巴尔的摩太空望远镜科学研究所

410-338-4493 / 410-338-4514

dweaver@stsci.edu / villard@stsci.edu


约瑟夫·伯切特/奥斯卡·埃莱克

加州大学圣克鲁斯分校

burchett@ucolick.org / oelek@ucsc.edu


上次更新时间:2020年3月10日

编辑:Rob Garner

标签:暗能量与暗物质,戈达德太空飞行中心,哈勃太空望远镜,宇宙


天文学家在寻找难以捉摸的宇宙网(宇宙的大规模主干网)方面变得很有创意。研究人员求助于粘液霉菌(slime mould),一种在地球上发现的单细胞生物,以帮助他们绘制当地宇宙中的丝状图(距地球5亿光年以内),并在其中找到气体。研究人员设计了一种受生物体行为启发的计算机算法,并将其应用于包含斯隆数字天空调查所绘制的37,000个星系(粘液食物)的数据。该算法生成了底层宇宙网的复杂丝状网络(图像中的紫色结构)的三维映射。这三组插入框显示了一些单独的星系,这些星系被喂入粘液模具和连接它们的丝状结构。星系由三个插图中的黄点表示。每个星系快照的旁边是星系的图像,上面带有宇宙网的连接线(紫色)。

学分:NASA,ESA以及J. Burchett和O. Elek(加州圣克鲁斯分校)

1-















--ae via tradutor do google

عمل سيج جينسون ، فنان إعلامي مقيم في برلين. محاكاة قوالب الوحل المستخدمة لرسم خريطة المادة المظلمة القابضة الكون معا. وكالة ناسا.

إن سلوك أحد أكثر الكائنات تواضعاً في الطبيعة يساعد علماء الفلك على استكشاف أكبر الهياكل في الكون.

يقوم الكائن الوحيد الخلية ، المعروف باسم العفن الوحل (Physarum polycephalum) ، ببناء شبكات خيطية معقدة بحثًا عن الطعام ، وإيجاد مسارات شبه مثالية لربط مواقع مختلفة. في تشكيل الكون ، تبني الجاذبية هيكلًا واسعًا من نسيج العنكبوت من خيوط تربط المجرات وعناوين المجرات معًا على طول الجسور الباهتة مئات الملايين من السنين الضوئية. هناك تشابه غريب بين الشبكتين: إحداهما صنعت من خلال التطور البيولوجي ، والأخرى من خلال قوة الجاذبية البدائية.

الشبكة الكونية هي العمود الفقري واسع النطاق للكون ، وتتكون في المقام الأول من المادة الغامضة المعروفة باسم المادة المظلمة والمربوطة بالغاز ، والتي بنيت عليها المجرات. لا يمكن رؤية المادة المظلمة ، لكنها تشكل الجزء الأكبر من مادة الكون. تم التلميح لأول مرة إلى وجود هيكل يشبه الويب إلى الكون في مسح Redshift عام 1985 الذي أجري في مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية. منذ تلك الدراسات ، نما المقياس الكبير لهذه البنية الفتيلية في مسوحات السماء اللاحقة. تشكل الخيوط الحدود بين الفراغات الكبيرة في الكون.

لكن الفلكيين واجهوا صعوبة في العثور على هذه الخيوط المراوغة ، لأن الغاز خافت لدرجة يصعب اكتشافها. الآن لجأ فريق من الباحثين إلى العفن الوحل لمساعدتهم على بناء خريطة للخيوط في الكون المحلي (في غضون 500 مليون سنة ضوئية من الأرض) والعثور على الغاز بداخلها.

لقد صمموا خوارزمية كمبيوتر ، مستوحاة من سلوك العفن الوحل ، واختبروها ضد محاكاة الكمبيوتر لنمو خيوط المادة المظلمة في الكون. تشبه خوارزمية الكمبيوتر وصفة تخبر الكمبيوتر بدقة عن الخطوات التي يجب اتخاذها لحل مشكلة ما.

ثم قام الباحثون بتطبيق خوارزمية قالب الوحل على البيانات التي تحتوي على مواقع 37000 مجرة ​​تم تعيينها بواسطة Sloan Digital Sky Survey على مسافات تقابل 300 مليون سنة ضوئية. أنتجت الخوارزمية خريطة ثلاثية الأبعاد لبنية الويب الكونية الأساسية.

ثم قاموا بتحليل الضوء فوق البنفسجي من 350 كوازار (على مسافات أبعد بكثير من مليارات السنين الضوئية) المفهرسة في أرشيف تراث هابل الطيفي ، الذي يحمل البيانات من مطياف تلسكوب هابل الفضائي التابع لناسا. هذه الكشافات الكونية البعيدة هي النوى الرائعة التي تعمل بالثقب الأسود للمجرات النشطة ، التي يضيء ضوءها عبر الفضاء وعبر الشبكة الكونية الأمامية. وقد طبع على هذا الضوء توقيع امتصاص الغازات الهيدروجينية غير المكتشفة التي حللها الفريق في نقاط محددة على طول الخيوط. هذه المواقع المستهدفة بعيدة عن المجرات ، مما سمح لفريق البحث بربط الغاز بالهيكل واسع النطاق للكون.

قال جوزيف بورشيت ، الباحث الرئيسي بجامعة كاليفورنيا ، سانتا كروز ، إنه من المدهش حقًا أن أحد أبسط أشكال الحياة يمكّن بالفعل من التعرف على أكبر الهياكل على نطاق واسع في الكون. باستخدام محاكاة العفن الوحل للعثور على موقع خيوط الويب الكونية ، بما في ذلك تلك البعيدة عن المجرات ، يمكننا بعد ذلك استخدام بيانات أرشفة تلسكوب الفضاء هابل لاكتشاف وتحديد كثافة الغاز البارد في ضواحي تلك غير مرئية خيوط. اكتشف العلماء تواقيع هذا الغاز لعدة عقود ، وأثبتنا التوقعات النظرية بأن هذا الغاز يتألف من الشبكة الكونية.

يثبت المسح أيضًا صحة البحث بأن المناطق الأكثر كثافة من الغاز بين المجرات منظمة في خيوط وجد الفريق أنها تمتد على أكثر من 10 مليون سنة ضوئية من المجرات. (هذه المسافة هي أكثر من 100 ضعف قطر مجرتنا درب التبانة.)

تحول الباحثون إلى محاكاة العفن الوحل عندما كانوا يبحثون عن طريقة لتصور العلاقة النظرية بين بنية الشبكة الكونية والغاز البارد المكتشفة في دراسات مطيافية هابل السابقة.

ثم اكتشف عضو الفريق أوسكار إيليك ، عالم الإعلام الحسابي في جامعة كاليفورنيا سانتا كروز ، على الإنترنت عمل سيج جينسون ، فنان إعلامي مقيم في برلين. من بين أعمال جنسون كانت التصورات الفنية الفاتنة التي تظهر نمو شبكة تشبه اللامسة من الهياكل التي تبحث عن الطعام. استند فن جنسون إلى البحث العلمي الخارجي ، الذي أوضح خوارزمية لمحاكاة نمو العفن الوحل.

لاحظ فريق البحث وجود تشابه مذهل بين كيفية بناء قالب الوحل لشعيرات معقدة لالتقاط طعام جديد ، وكيف أن الجاذبية ، في تشكيل الكون ، تبني خيوط الويب الكونية بين المجرات وعناقيد المجرات.

بناءً على المحاكاة ، طور Elek نموذجًا حاسوبيًا ثلاثي الأبعاد لتراكم العفن الوحل لتقدير موقع البنية الخيطية للويب الكوني.

على الرغم من أن استخدام محاكاة مستوحاة من العفن الوحل لتحديد أكبر الهياكل في الكون قد يبدو غريبًا في البداية ، فقد استخدم العلماء نماذج الكمبيوتر لهذه الكائنات الدقيقة المتواضعة ، بالإضافة إلى زراعتها في أطباق بتري في المختبر ، لحل مثل هذه المشاكل المعقدة مثل إيجاد أكثر طرق المرور كفاءة في المدن الكبرى ، وحل المتاهات وتحديد مسارات إخلاء الحشود. قال إليك إنها مشاكل صعبة لحلها بالنسبة للإنسان ، ناهيك عن خوارزمية الكمبيوتر.

أوضح بورشيت أنه يمكنك أن ترى تقريبًا ، خاصة في خريطة المجرات في الكون المحلي من بيانات سلون ، حيث يجب أن تكون الخيوط. نموذج قالب الوحل يناسب هذا الحدس بشكل مثير للإعجاب. يجب أن تكون البنية التي تعرفها موجودة فجأة بواسطة خوارزمية الكمبيوتر. لم تكن هناك طريقة أخرى معروفة تناسب هذه المشكلة مع بحثنا.

يقول الباحثون إنه من الصعب جدًا تصميم خوارزمية موثوقة للعثور على الخيوط في مثل هذا المسح الكبير للمجرات. وأوضح إليك أنه من المدهش للغاية أن نرى أن قالب الوحل الافتراضي يمنحك تقريبًا قريبًا جدًا في دقائق معدودة. يمكنك مشاهدته حرفيا ينمو. للمقارنة فقط ، يستغرق نمو الكائن الحي في طبق بتري أيامًا. يحتوي قالب الوحل في الواقع على نوع خاص جدًا من الذكاء لحل هذه المهمة المكانية. بعد كل شيء ، من الأهمية بمكان لبقائه.

ستظهر ورقة الفريق في رسائل مجلة Astrophysical Journal.

إن تلسكوب هابل الفضائي هو مشروع للتعاون الدولي بين وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية (إيسا). يدير مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا في جرينبيلت بولاية ماريلاند التلسكوب. يقوم معهد علوم تلسكوب الفضاء (STScI) في بالتيمور ، ماريلاند ، بإجراء عمليات علم هابل. يتم تشغيل STScI لصالح وكالة ناسا من قبل رابطة الجامعات للبحث في علم الفلك في واشنطن العاصمة.

كلير أندريولي

مركز غودارد لرحلات الفضاء التابع لناسا ، جرينبيلت ، ماريلاند.

301-286-1940

claire.andreoli@nasa.gov

دونا ويفر / راي فيلارد

معهد علوم تلسكوب الفضاء ، بالتيمور

410-338-4493 / 410-338-4514

dweaver@stsci.edu / villard@stsci.edu

جوزيف بورشيت / أوسكار إيليك

جامعة كاليفورنيا سانتا كروز ، سانتا كروز ، كاليفورنيا

burchett@ucolick.org / oelek@ucsc.edu

آخر تحديث: 10 مارس 2020

المحرر: روب جارنر

العلامات: الطاقة المظلمة والمادة المظلمة ، مركز جودارد لرحلات الفضاء ، تلسكوب هابل الفضائي ، الكون


أصبح الفلكيون مبدعين في محاولة تتبع الشبكة الكونية المراوغة ، وهي العمود الفقري واسع النطاق للكون. تحول الباحثون إلى العفن الوحل ، وهو كائن أحادي الخلية موجود على الأرض ، لمساعدتهم على بناء خريطة للخيوط في الكون المحلي (في غضون 500 مليون سنة ضوئية من الأرض) والعثور على الغاز داخلها. صمم الباحثون خوارزمية كمبيوتر مستوحاة من سلوك الكائن الحي وطبقتها على البيانات التي تحتوي على مواقع 37000 مجرة ​​(طعام للعفن الوحل) تم رسمها بواسطة Sloan Digital Sky Survey. أنتجت الخوارزمية خريطة ثلاثية الأبعاد للشبكة الخيطية المعقدة للشبكة الكونية الكامنة ، وهي البنية الأرجوانية في الصورة. تُظهر المجموعات الثلاث من المربعات المدرجة بعض تلك المجرات الفردية التي تم تغذيتها إلى قالب الوحل والهيكل الخيطي الذي يربطها. يتم تمثيل المجرات بالنقاط الصفراء في ثلاث من الصور الداخلية. بجانب كل لقطة مجرة ​​توجد صورة للمجرات مع خيوط ربط الشبكة الكونية (أرجوانية) متراكبة عليها.

الاعتمادات: وكالة ناسا ، وكالة الفضاء الأوروبية ، وجيه بورشيت وأ.إليك (جامعة كاليفورنيا سانتا كروز)

1-