تكشف خريطة المادة المظلمة عن خيوط جديدة تربط المجرات

بالعربي/ تعطي الخريطة رؤية جديدة للمادة غير المرئية في جوارنا الكوني.

خريطة جديدة للمادة المظلمة مصنوعة باستخدام الذكاء الاصطناعي تكشف عن خيوط خفية للأشياء غير المرئية التي تربط المجرات.

تركز الخريطة على الكون المحلي – الحي المحيط بدرب التبانة. قال Donghui Jeong ، عالم الفيزياء الفلكية في جامعة ولاية بنسلفانيا والمؤلف الرئيسي للبحث الجديد ، على الرغم من قربه ، من الصعب رسم خريطة للكون المحلي لأنه مليء بالبنى المعقدة المصنوعة من المادة المرئية. 

قال جيونج لـ Live Science: “علينا أن نعكس الهندسة لمعرفة مكان المادة المظلمة من خلال النظر إلى المجرات”.

المادة المظلمة هي مادة غامضة وغير مرئية تتفاعل مع المادة المرئية عن طريق الجاذبية . يفترض بعض الباحثين أن هذه المادة غير المرئية قد تتكون من جسيمات ضخمة متفاعلة بشكل ضعيف ، أو WIMPs ، والتي ستكون كبيرة جدًا (للجسيمات دون الذرية ، على أي حال) ومحايدة كهرومغناطيسيًا ، بحيث لا تتفاعل مع أي شيء على الطيف الكهرومغناطيسي ، مثل ضوء . فكرة أخرى مع بعض الأدلة المحتملة لدعمها هي أن المادة المظلمة قد تتكون من جسيمات خفيفة للغاية تسمى الأكسيونات.

مهما كانت المادة المظلمة ، يمكن اكتشاف آثارها في قوى الجاذبية التي تخترق الكون. ومع ذلك ، فإن تحديد قوة الجاذبية غير المرئية ليس بالأمر السهل. عادةً ما يقوم الباحثون بذلك عن طريق تشغيل عمليات محاكاة حاسوبية كبيرة ، بدءًا من نموذج للكون المبكر والتقدم السريع عبر مليارات السنين من توسع المادة المرئية وتطورها ، وملء الفراغات التثاقلية لمعرفة مكان وجود المادة المظلمة وأين كانت. يجب أن يكون اليوم. قال جيونغ إن هذا يتطلب قوة حاسوبية كبيرة ومقدارًا كبيرًا من الوقت.

هذه الدراسة الجديدة تأخذ نهجا مختلفا. قام الباحثون أولاً بتدريب برنامج للتعلم الآلي على آلاف المحاكاة الحاسوبية للمادة المرئية والمادة المظلمة في الكون المحلي. التعلم الآلي هو أسلوب بارع بشكل خاص في انتقاء الأنماط من مجموعات البيانات الكبيرة. نشأت الأكوان النموذجية في الدراسة من مجموعة معقدة من المحاكاة تسمى Illustris-TNG.

بعد اختبار تدريب خوارزمية التعلم الآلي على مجموعة ثانية من محاكاة الكون Illustris-TNG للتأكد من دقتها ، قام الباحثون بتطبيقها على بيانات العالم الحقيقي. استخدموا كتالوج المجرات Cosmicflows-3 ، الذي يحتوي على بيانات عن توزيع وحركة المادة المرئية في غضون 200 ميغا فرسخ ، أو 6.5 مليار سنة ضوئية ، من مجرة ​​درب التبانة. تضم تلك المنطقة أكثر من 17000 مجرة.

كانت النتيجة خريطة جديدة للمادة المظلمة في الكون المحلي وعلاقاتها بالمادة المرئية. في اكتشاف واعد ، أعادت خوارزمية التعلم الآلي إنتاج الكثير مما كان معروفًا أو مشتبهًا به حول مجرة ​​درب التبانة من عمليات المحاكاة الكونية. لكنها اقترحت أيضًا ميزات جديدة ، بما في ذلك خيوط طويلة من المادة المظلمة التي تربط المجرات حول مجرة ​​درب التبانة ببعضها البعض. المحتوى ذي الصلة

قال جيونغ إن هذا مهم لفهم كيفية تحرك المجرات بمرور الوقت. على سبيل المثال ، من المتوقع أن تصطدم مجرتا درب التبانة وأندروميدا ببعضهما البعض في حوالي 4.5 مليار سنة. يمكن أن يساعد فهم دور المادة المظلمة المحلية في هذا الاصطدام في معالجة كيف ومتى سيحدث هذا الاندماج – وغيره – بدقة أكبر.الإعلانات

قال جيونج: “الآن بعد أن عرفنا توزيع المادة المظلمة ، يمكننا أن نحسب بشكل أكثر دقة التسارع الذي سيحرك المجرات من حولنا”. 

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com