El moho amarillo inspira cómo recrear la red que conecta las galaxias

El moho tiene una larga historia de científicos sorprendidos con su capacidad de crear redes de distribución óptimas y resolver problemas de organización espacial computacionalmente difíciles.

Como resultado, el equipo obtuvo una estructura prevista para la red cósmica que conectaba las 37.000 galaxias del SDSS (Sloan Digital Sky Survey), que podían probar contra observaciones astronómicas. | Fuente: BURCHETT ET AL., APJL, 2020

Un enfoque computacional inspirado en los patrones de crecimiento de una variedad de moho ha permitido rastrear los filamentos de la red cósmica que conecta las galaxias en todo el universo.

Sus resultados, publicados en Astrophysical Journal Letters, proporcionan la primera asociación concluyente entre el gas difuso en el espacio entre galaxias y la estructura a gran escala de la red cósmica predicha por la teoría cosmológica.

Según la teoría predominante, a medida que el universo evolucionó después del Big Bang, la materia se distribuyó en una red similar a una red de filamentos interconectados separados por enormes vacíos.

Las galaxias luminosas llenas de estrellas y planetas se formaron en las intersecciones y regiones más densas de los filamentos donde la materia está más concentrada. Los filamentos de gas de hidrógeno difuso que se extienden entre las galaxias son en gran medida invisibles, aunque los astrónomos han logrado vislumbrar partes de ellos.

Ninguna de las cuales parece tener nada que ver con un moho llamado Physarum polycephalum, que generalmente se encuentra creciendo en troncos en descomposición y hojarasca en el suelo del bosque y, a veces, formando masas amarillas esponjosas en el césped.

Pero Physarum tiene una larga historia de científicos sorprendentes con su capacidad de crear redes de distribución óptimas y resolver problemas de organización espacial computacionalmente difíciles. En un famoso experimento, un moho de limo reprodujo el diseño del sistema ferroviario de Japón conectando fuentes de alimentos dispuestas para representar las ciudades alrededor de Tokio.

Hasta ahora, las mejores representaciones de la red cósmica han surgido de las simulaciones por computadora de la evolución de la estructura en el universo, mostrando la distribución de la materia oscura a grandes escalas, incluidos los halos masivos de materia oscura en los que se forman las galaxias y los filamentos que las conectan. La materia oscura es invisible, pero constituye aproximadamente el 85 por ciento de la materia en el universo, y la gravedad hace que la materia ordinaria siga la distribución de la materia oscura.

El equipo liderado por Joe Burchett, investigador postdoctoral en astrofísica de la Universidad de California Santa Cruz utilizó datos de la simulación cosmológica Bolshoi-Planck en conjunción con el patrón de crecimiento del moho. Después de extraer un catálogo de halos de materia oscura de la simulación, ejecutaron el algoritmo para reconstruir la red de filamentos que los conectaban.

Cuando compararon el resultado del algoritmo con la simulación original, encontraron una estrecha correlación. El modelo de moho de limo esencialmente replicaba la red de filamentos en la simulación de materia oscura, y los investigadores pudieron usar la simulación para ajustar los parámetros de su modelo.

"Comenzando con 450,000 halos de materia oscura, podemos obtener un ajuste casi perfecto a los campos de densidad en la simulación cosmológica", dijo en un comunicado el coautor Oskar Elek, investigador postdoctoral en medios computacionales.

Como resultado, el equipo obtuvo una estructura prevista para la red cósmica que conectaba las 37.000 galaxias del SDSS (Sloan Digital Sky Survey), que podían probar contra observaciones astronómicas. Para esto, utilizaron datos del Espectrógrafo de Orígenes Cósmicos del Telescopio Espacial Hubble. El gas intergaláctico deja una firma distintiva de absorción en el espectro de luz que lo atraviesa, y las líneas de visión de cientos de quásares distantes perforan el volumen del espacio ocupado por las galaxias SDSS.

(Con información de Europa Press)

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