我们的宇宙可能就是个培养皿

星星糖SUNG

近日，NASANASA公布了一项有趣新研究——天文学家基于黏菌（slime mold）的行为模式设计了一种计算机算法，用以绘制宇宙大尺度丝状结构，而且取得不错效果。

这是怎么一回事呢？首先简单介绍一下本项研究中的两个主角，黏菌和宇宙大尺度丝状结构。黏菌是一种奇特的单细胞生物，它们虽然“无脑”，但又似乎颇具智能。在摄取食物的过程中，黏菌会以接近最优的方式连接不同位置，形成复杂的丝状网络。科学家曾经利用它们来模拟不同城市的运输网络构建。宇宙大尺度丝状结构指的是，在宇宙大尺度上暗物质呈复杂的丝状网络分布，将星系和星系团连接在一起。1985年，哈佛-史密森天体物理中心在进行红移研究时，率先察觉到这种神奇结构的存在。在之后的大量研究中，宇宙大尺度丝状结构逐渐露出神秘面纱。

然而，暗物质如鬼魅般无法被直接探测，因此宇宙大尺度丝状结构是难以捉摸的。在理论上，宇宙大尺度丝状结构与哈勃探测到的冷气体之间存在关联，研究小组在寻求一种将其可视化的方法时，将目光转向了黏菌。研究小组发现，黏菌通过构建复杂网络摄取食物，与引力在塑造宇宙的过程中形成暗物质丝状网络，存在惊人的相似性。于是，他们基于黏菌的行为模式设计了一种算法，并用宇宙暗物质丝状结构演化的计算机模型对其进行测试。然后，他们将这一算法应用到斯隆数字巡天对3.7万个星系的测绘数据中，绘制出相应的宇宙大尺度丝状结构三维分布图，而且取得颇为不错的效果。另外，他们还分析了哈勃观测的350个遥远类星体的紫外光数据。类星体就像宇宙深处的手电筒，“照亮”微弱的星际气体，使研究人员得以将这些气体与宇宙大尺度丝状结构联系起来。

本项研究的首席研究员，加利福尼亚大学的约瑟夫·伯彻特（Joseph Burchett）表示：“你几乎可以看到，特别是在斯隆数字巡天所探测的本地宇宙星系图中，暗物质细丝的分布情况与黏菌模型非常符合。你知道那些地方理应存在的结构，现在突然就被计算机算法发现了。在我们的研究中，没有其他已知的方法能很好地解决这个问题。”想要设计出可靠的算法，在如此大规模的星系巡天调查中找到暗物质丝状结构，是非常困难的。“所以，黏菌模型能够在短短几分钟内给出一个非常接近的近似结果，真是太神奇了！”伯彻特感叹道。他们的论文将被发布在《天体物理学杂志快报》上。最后，顺手开个脑洞——黏菌的行为模式与宇宙大尺度丝状结构的演化不谋而合，换个角度想，我们的宇宙本身会不会就是个“培养皿”？嗯，我们是虫子。参考来源：https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/slime-mold-simulations-used-to-map-dark-matter-holding-universe-together

原文地址：今日头条