juni 22, 2021

Nettnord.no

Næringsnett Nord-Troms

Nytt kart over mørk materie viser broer mellom Melkeveien og nærliggende galakser

Nytt kart over mørk materie viser broer mellom Melkeveien og nærliggende galakser

Et nytt kart over mørk materie laget med kunstig intelligens avslører skjulte filamenter av usynlig materie som binder galakser sammen.

Kartet fokuserer på lokaluniverset – nabolaget rundt Melkeveien. Til tross for at det er nært, er det vanskelig å kartlegge lokaluniverset fordi det er fullpakket med komplekse strukturer laget av synlig materie, sa Donghui Jeong, en astrofysiker ved Pennsylvania State University og hovedforfatter av den nye forskningen.

“Vi må reversere for å finne ut hvor den mørke saken er ved å se på galaksene,” sa Jeong til WordsSideKick.com.

I slekt: De 11 største ubesvarte spørsmålene om mørkt materiale

Mørk materie er et mystisk og usynlig stoff som samhandler med synlig materie gjennom tyngdekraften.

Noen forskere teoretiserer at denne usynlige saken kan bestå av svakt interagerende massive partikler, eller WIMP, som ville være veldig store (for subatomære partikler, uansett) og elektromagnetisk nøytrale, slik at de ikke ville samhandle med noe på det elektromagnetiske spekteret, som f.eks. lys.

En annen idé med noen potensielle bevis for å sikkerhetskopiere det er at mørk materie kan bestå av ultralette partikler som kalles aksjoner.

Uansett hvilken mørk materie er, kan dens effekter påvises i gravitasjonskreftene som gjennomsyrer universet.

Det er imidlertid ikke lett å kartlegge en usynlig gravitasjonskraft.

Vanligvis gjør forskere dette ved å kjøre store datasimuleringer, startende med en modell av det tidlige universet og raskt fremover gjennom milliarder av år med utvidelse og utvikling av synlig materie, og fylle ut gravitasjonsemnene for å finne ut hvor det mørke stoffet var og hvor det var. det skal være i dag. Dette krever mye datakraft og betydelig tid, sa Jeong.

READ  Hubble spiongigantstjerne som kjemper mot selvdestruksjon

Denne nye studien tar en annen tilnærming. Forskerne trente først et maskinlæringsprogram på tusenvis av datasimuleringer av synlig materie og mørk materie i lokaluniverset.

Maskinlæring det er en teknikk som er spesielt dyktig til å velge mønstre fra store datasett. Modelluniversene i studien kommer fra et sofistikert sett med simuleringer kalt Illustris-TNG.

Etter å ha testet maskinlæringsalgoritmetreningen på et andre sett med Illustris-TNG universsimuleringer for større presisjon, brukte forskerne det på virkelige data.

De brukte Cosmicflows-3-katalogen over galakser, som inneholder data om fordelingen og bevegelsen av synlig materie innen 200 megaparsek, eller 6,5 milliarder lysår, fra Melkeveien. Dette området inkluderer mer enn 17.000 galakser.

(Hong et. Al., Astrophysical Journal, 2021)

På: Disse tetthetskartene, hvert med et tverrsnitt i forskjellige dimensjoner, gjengir kjente og fremtredende trekk ved universet (rødt) og avslører også mindre trådformede trekk (gule) som fungerer som skjulte broer mellom galakser. X betegner Melkeveien og pilene betegner bevegelsen til lokaluniverset på grunn av tyngdekraften.

Resultatet var et nytt kart over mørk materie i lokaluniverset og dets forhold til synlig materie.

I et lovende funn reproduserte maskinlæringsalgoritmen mye av det som allerede var kjent eller mistenkt om Melkeveiens nabolag fra kosmologiske simuleringer.

Men det foreslo også nye funksjoner, inkludert lange filamenter av mørk materie som forbinder galaksene rundt Melkeveien til hverandre.

Dette er viktig for å forstå hvordan galakser vil bevege seg over tid, sa Jeong.

For eksempel forventes Melkeveien og Andromeda-galaksene å kollidere med hverandre om omtrent 4,5 milliarder år.

Å forstå rollen som lokal mørk materie i den kollisjonen kan bidra til mer presist hvordan og når den sammenslåingen vil oppstå, og andre.

READ  Fant denne kvinnen nettopp raketten som tar oss til Mars? | Vitenskap og teknologi nyheter

“Nå som vi kjenner fordelingen av mørk materie, kan vi mer nøyaktig beregne akselerasjonen som vil bevege galaksene rundt oss,” sa Jeong.

Etterforskningen dukket opp 26. mai i Astrofysisk tidsskrift.

Relatert innhold:

6 måter søket etter mørk materie har endret seg

De 11 største ubesvarte spørsmålene om mørkt materiale

De 18 største uløste mysteriene i fysikk

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert av Levende vitenskap. Les original artikkel her.