Śluzowiec: szczególny pomocnik astronoma

W ciągu miliardów lat pod działaniem grawitacji materia Wszechświata utworzyła chaotyczną plątaninę włókien, pasm i rejonów pustej przestrzeni, określaną mianem kosmicznej sieci. Galaktyki są rozmieszczone wzdłuż tych pasm niczym paciorki nanizane na nitkę. Astronom z New Mexico State University Farhanul Hasan i jego współpracownicy zadali sobie pytanie, w jaki sposób umiejscowienie w obrębie włókien wpływa na ewolucję galaktyk. „Lubię nazywać to galaktycznymi ekosystemami” – mówi.

Aby się tego dowiedzieć, badacze musieli dokładnie odwzorować zmiany kosmicznej sieci w czasie. Jednakże składająca się na nią mieszanina gazu, galaktyk i ciemnej materii sprawia, że jest to zadanie niezwykle trudne, ponieważ widzimy jedynie gwiazdy w galaktykach, a reszty już nie.

Aby połączyć kropki w ramach komputerowej symulacji Wszechświata, Hasan i jego zespół wykorzystali specjalnego „współpracownika” – powszechnie spotykane śluzowce. Te jednokomórkowe organizmy są mistrzami w eksploracji swojego środowiska. Ich wielojądrowa śluźnia uwypukla się w różnych kierunkach. Gdy natrafi na źródło pożywienia, otaczająca cytoplazmę błona się rozluźnia i cytoplazma w tym kierunku się „przelewa”.

Naukowcy wykorzystują umiejętności eksploracyjne śluzowców do rozwiązywania zagadek logicznych, znajdowania wyjścia z labiryntów, odtwarzania systemów transportowych i tworzenia efektywnych algorytmów komputerowych. „To jest naprawdę dobry algorytm mapujący, ponieważ jego wyniki nie zależą od kierunku, jaki początkowo obierzemy – bada wszystko naraz” – mówi Simon Garnier, specjalista z New Jersey Institute of Technology zajmujący się śluzowcami.

Hasan i jego zespół do algorytmu opartego na zachowaniu śluzowców wprowadzili jako „pożywienie” dane o pozycjach galaktyk i polecili mapować połączenia w symulowanym Wszechświecie w różnych momentach. Uzyskali w ten sposób znacznie wyraźniejszą mapę struktury włókien niż w przypadku któregokolwiek z algorytmów napisanych przez człowieka, które wcześniej wypróbowywali; ukazywała ona zarówno drobniejsze szczegóły, jak i rozkład ciemnej materii. Badacze stwierdzili, że ani bliskość, ani grubość kosmicznych włókien nie wydaje się wpływać na galaktyki we wczesnym stadium ewolucji, lecz po osiągnięciu przez Wszechświat wieku dojrzałego sytuacja się zmienia – materiał przyciągnięty w obręb kosmicznej sieci ostatecznie zakłóca procesy gwiazdotwórcze w galaktykach, które znajdują się zbyt blisko.

„Zasadniczą trudnością w wykazaniu, jak kosmiczna sieć warunkuje formowanie się galaktyk, jest opisanie jej z dokładnością potrzebną do zaobserwowania jej wpływu – mówi Ari Maller, astrofizyk z New York City College of Technology. – Wygląda na to, że zastosowanie algorytmu inspirowanego zachowaniem śluzowców pozwoliło ten cel osiągnąć”.

Wyniki tych badań, opublikowane w „Astrophysical Journal”, to dopiero początek. Kolejne badania pozwolą jeszcze bardziej cofnąć się w czasie. Wnioski z symulacji Wszechświata można będzie też przetestować, porównując je z uzyskanymi wcześniej wyrywkowymi danymi dotyczącymi rzeczywistej kosmicznej sieci. A śluzowcowy algorytm pozwoli je wszystkie zmapować.

Dziękujemy, że jesteś z nami. To jest pierwsza wzmianka na ten temat. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża najnowsze badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.