Слизевик помогает составить карту щупалец темной материи во Вселенной

На протяжении миллиардов лет гравитация формировала вселенную, создавая хаотическую сеть из нитей, отростков и пустот, известную как космическая паутина. Галактики распределены вдоль этих нитей, как бусины на нитке. Астроном из Университета штата Нью-Мексико Фарханул Хасан и его коллеги решили выяснить, как такие среды, созданные нитями, влияют на эволюцию галактик.

Для этого ученые должны были точно картировать космическую паутину во времени. Однако смешение газа, галактик и темной материи делает эту задачу сложной, поскольку звезды в галактиках видны легко, а остальное — нет.

Чтобы соединить точки в компьютерной симуляции вселенной, Хасан и его коллеги привлекли особого "сотрудника": слизевика . Эти одноклеточные организмы превосходно исследуют пространство вокруг себя, направляя свои мембраны во все стороны. Обнаружив источник пищи, мембраны рядом расслабляются, позволяя материалу перемещаться в эту область.

Ученые использовали способности слизевиков для решения лабиринтов и логических задач, воссоздания транспортных систем и создания эффективных компьютерных алгоритмов. По словам специалиста по слизевикам из Технологического института Нью-Джерси Саймона Гарнье, это «очень хороший алгоритм картирования, поскольку он не предвзят по отношению к первому направлению поиска; он способен исследовать всё сразу».

Хасан и его команда использовали алгоритм на основе слизевиков, задав ему позиции галактик как "еду", и позволили ему картировать связи в симулированной вселенной в разные моменты времени. Карта, созданная алгоритмом слизевиков, оказалась чище и чувствительнее к мелким деталям, чем любые алгоритмы, разработанные людьми. Исследователи обнаружили, что ни близость, ни толщина нитей вселенной не влияли на галактики на ранних этапах, но по мере созревания вселенной ситуация изменилась: материал, втянутый в паутину, в конечном итоге нарушил образование звезд в галактиках, которые оказались слишком близко.

Трудность использования космической паутины для исследования формирования галактик заключается в необходимости точного описания её влияния, отмечает астрофизик Ари Маллер из Нью-Йоркского технологического колледжа. Использование алгоритма на основе слизевиков, по его мнению, помогло достичь этой цели.

Результаты исследования, опубликованные в журнале Astrophysical Journal, являются только началом. Новые обзоры расширяют наблюдения еще дальше назад во времени. Выводы из симулированной вселенной могут быть проверены на старых данных о реальной космической паутине, и алгоритм на основе слизевиков готов их картировать.