Створено карту темної матерії в локальному Всесвіті

Нова карта темної матерії в локальному всесвіті показує дещо раніше не виявлені ниткоподібні структури, що з’єднують галактики.

Карта, розроблена за допомогою машинного навчання міжнародною командою, в яку входить астрофізик з Пенсільванського університету Донгхуей Чжон, може дозволити вивчити природу темної матерії, а також історію і майбутнє нашого локального всесвіту.

Темна матерія – невловима субстанція, яка складає 80% Всесвіту. Вона також становить собою каркас того, що космологи називають космічною павутиною, великомасштабну структуру Всесвіту, яка через свій гравітаційний вплив визначає рух галактик і іншого космічного матеріалу. Однак розподіл локальної темної матерії в даний час невідомий, оскільки його не можна виміряти безпосередньо. Замість цього дослідники повинні зробити висновок про його розподіл, грунтуючись на його гравітаційному впливі на інші об’єкти у Всесвіті, такі як галактики.

«З часом, у міру того, як великомасштабна структура Всесвіту виросла, складність Всесвіту збільшилася, тому за своєю природою стає важче проводити локальні вимірювання темної матерії», – сказав Донгхуей Чжон, доцент астрономії та астрофізики в Пенсильванському університеті і автор дослідження.

карта темної матерії

Попередні спроби скласти карту космічної павутини починалися з моделі раннього Всесвіті, а потім моделювалася його еволюція протягом мільярдів років. Однак цей метод вимагає великих обчислювальних ресурсів і поки не може дати досить докладних результатів, щоб побачити локальний всесвіт.

Читайте також:  За межами Сонячної системи «Вояджер-2» наштовхнувся на ...ущільнений космос

У новому дослідженні дослідники використовували зовсім інший підхід, використовуючи машинне навчання для побудови моделі, яка використовує інформацію про розподіл і рух галактик для прогнозування розподілу темної матерії.

Дослідники побудували і навчили свою модель, використовуючи великий набір симуляцій галактик під назвою Illustris-TNG, яка включає галактики, гази, іншу видиму матерію, а також темну матерію.

На карті послідовно відтворювалися відомі визначні структури в локальній всесвіту, включаючи «локальний лист» – область простору, що містить Чумацький Шлях, прилеглі галактики «локальної групи» і галактики в скупченні Діви, а також «локальну порожнечу». Крім того, він виявлено кілька нових структур, які потребують подальшого вивчення, в тому числі менші ниткоподібні структури, що з’єднують галактики.

«Наявність локальної карти космічної павутини відкриває нову главу в космологічних дослідженнях», – сказав Чон. «Ми можемо вивчити, як розподіл темної матерії співвідноситься з іншими даними про випромінювання, що допоможе нам зрозуміти природу темної матерії. І ми можемо безпосередньо вивчати ці ниткоподібні структури, ці приховані мости між галактиками».

Читайте також:  Чудове фото Чумацького Шляху через призму кришталевої кулі

Наприклад, було висловлено припущення, що галактики Чумацький Шлях і Андромеда можуть повільно зближуватися, але залишається неясним, чи вони зіткнутися через багато мільярдів років. Вивчення волокон темної матерії, що з’єднують дві галактики, може дати важливу інформацію про їхнє майбутнє.

«Оскільки темна матерія домінує в динаміці Всесвіту, вона в основному визначає нашу долю», – сказав Чон. «Таким чином, ми можемо попросити комп’ютер розробити карту протягом мільярдів років, щоб побачити, що станеться в локальному всесвіті. І ми можемо розвинути модель назад в часі, щоб зрозуміти історію нашого космічного сусідства».

Дослідники вважають, що вони можуть підвищити точність своєї карти, додавши більше галактик.

Джерело

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *