Anfang dieses Jahres sprachen wir über eine neue Karte der Dunklen Materie, deren Erstellung größtenteils auf künstlicher Intelligenz (KI) zurückzuführen ist. Diese detaillierte Karte zeigt bisher unentdeckte Fadenstrukturen, die Galaxien verbinden. Die Fortschritte in der KI helfen Wissenschaftlern, eine weitere Karte der Dunklen Materie zu erstellen, diesmal in einem Lokaluniversum, das einen viel kleineren Bereich abdeckt. Interessant ist auch, dass die Erstellung einer so unglaublich genauen Karte zu einem neuen Verständnis der Dunklen Materie führen und endlich Klarheit über die Zukunft unseres Universums bringen kann. Die Karte enthält bisher unbekannte “versteckte Brücken”, die Galaxien verbinden, und zeigt auch bisher unbekannte “Brücken”, dank derer alle Galaxien im lokalen Universum zu einem einzigen Fadennetzwerk verbunden sind -ähnliche Strukturen. Wissenschaftler hoffen, dass ihre Karte, die zusammen mit ihrem Artikel in der Fachzeitschrift Astrophysical Journal veröffentlicht wurde, neue Einblicke in die Dunkle Materie und die Geschichte unseres Universums geben kann.
Wissenschaftler finden & # 171;-Brücken & # 187; Dunkle Materie, die die Zukunft unserer Galaxie enthüllen könnte
Skelett der Dunklen Materie
Die Existenz einer mysteriösen Substanz, die etwa 85% der gesamten Materie im Universum einnimmt, ist bis heute nicht bewiesen. Gleichzeitig haben immer mehr Wissenschaftler keinen Zweifel daran, dass dunkle Materie existiert. Diese Situation kann mit Gravitationswellen verglichen werden, deren Existenz Albert Einstein vorhergesagt hat, die jedoch vor einigen Jahren entdeckt wurden.
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Die Geschichte der Existenz der Dunklen Materie begann natürlich nach der Veröffentlichung der Allgemeinen Relativitätstheorie (GR) vor 106 Jahren. Wenig später entdeckte der Astronom Edwin Hubble, dass sich Galaxien mit immer größerer Geschwindigkeit von der Erde (und voneinander) entfernen. In den nächsten Jahrzehnten arbeiteten so herausragende Köpfe wie Niels Bohr, Max Planck, Louis de Broglie, Werner Heisenberg und andere an der Entwicklung der Quantentheorie.
Derselbe Kongress: V. Solvay-Kongress (1927): 1. Reihe (von links nach rechts): Irving Langmuir, Max Planck, Marie Curie, Hendrik Lorenz, Albert Einstein, Paul Langevin, Charles Guy, Charles Wilson, Owen Richardson. 2. Reihe (von links nach rechts): Peter Debye, Martin Knudsen, William Bragg, Hendrik Kramers, Paul Dirac, Arthur Compton, Louis de Broglie, Max Born, Niels Bohr. Stehend (von links nach rechts): Auguste Piccard, Emile Henriot, Paul Ehrenfest, Eduard Herzen, Théophile de Donder, Erwin Schrödinger, Jules Emile Vershafelt, Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg, Ralph Fowler, Leon Brillouin.
Obwohl dunkle Materie nicht direkt beobachtet werden kann, da sie keine elektromagnetische Wechselwirkung mit Photonen eingeht, ist dies ein allgemein akzeptiertes Konzept. Wissenschaftler haben viele Schlussfolgerungen über die Existenz und das Verhalten der Dunklen Materie gezogen, indem sie ihren Gravitationseinfluss auf andere Weltraumobjekte beobachteten.
Kosmologen glauben, dass Dunkle Materie als filamentöses Skelett des kosmischen Netzwerks dient, das wiederum die großräumige Struktur des Universums bildet und die Bewegung von Galaxien und anderen kosmischen Systemen teilweise kontrolliert.
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Eine weitere schwierige Aufgabe besteht darin, die Verteilung der Dunklen Materie in unserem Lokaluniversum direkt zu messen, daher haben Astrophysiker im Rahmen ihrer Arbeit künstliche Intelligenz verwendet, um eine neue Karte zu erstellen.
& #171; Das Lokaluniversum, das wir auch betreten, ist ein Gebiet mit einem Radius von etwa 1 Milliarde Lichtjahren, in dem Galaxien und zugehörige Weltraumobjekte in ihren modernen Konfigurationen im Wesentlichen eingefroren sind und die Auswirkungen der kosmischen Evolution sind unbedeutend, – erklären Astronomen.
Wie einer der Autoren der wissenschaftlichen Arbeit Donghui Jeong, ein Assistenzprofessor für Astronomie und Astrophysik an der University of Pennsylvania, gegenüber Big Think sagte, ist die Untersuchung der Verteilung dunkler Materie in den am weitesten entfernten Objekten viel einfacher, da sie die unglaublichen ferne Vergangenheit unseres Universums. „Im Laufe der Zeit hat sich mit der Zunahme der großräumigen Struktur des Universums die Komplexität des Universums erhöht, sodass es von Natur aus schwieriger ist, dunkle Materie lokal zu messen.“ – schreiben Sie die Autoren der Studie.
Karte der dunklen Materie im Lokaluniversum.
Im obigen Bild fungieren kleinere fadenförmige Objekte (gelb) als versteckte Brücken zwischen Galaxien. Der gravitative Einfluss dunkler Materie auf Galaxien wird durch schwarze Punkte angezeigt. Die charakteristischen Merkmale des Universums sind mit roten Punkten dargestellt und die Milchstraße ist mit einem Kreuz markiert.
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Neue Karte der Dunklen Materie
Die zuvor erstellten Weltraum-Webkarten basierten also auf der Simulation der Entwicklung des Universums vor 13,8 Milliarden Jahren. Ein solcher Aufwand war rechenintensiv und lieferte im Wesentlichen keine genaue Darstellung des Lokaluniversums, was die Forscher dazu veranlasste, einen neuen Ansatz zu entwickeln.
Für die neue Karte haben sie konzentrierte sich auf die Verwendung von maschinellem Lernen, um Modelle zu erstellen, die auf der Verteilung und Bewegung von Galaxien basieren. Dadurch konnten sie beurteilen, wie dunkle Materie verteilt ist.
Großformatige Karte des Universums in all seiner Pracht
Die KI wurde darauf trainiert, Galaxien ähnlich der Milchstraße mit Illustris-TNG zu simulieren, einer fortlaufenden Reihe von Simulationen mit Galaxien, dunkler Materie, Gasen und anderer Materie. Wie die Autoren des wissenschaftlichen Artikels gegenüber Reportern erklärten, kann das Modell, wenn Sie spezifische Informationen eingeben, die Lücken schließen, indem es sich auf bereits verarbeitete Daten stützt. Wissenschaftler haben die Kartierung zusätzlich bestätigt, indem sie sie auf reale lokale Daten von Galaxien aus dem Cosmicflows-3-Katalog angewendet haben, der Informationen über die Entfernungen von fast 18 Tausend Galaxien enthält.
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< h2> Versteckte Brücken
Die von den Forschern erhaltene Karte ist erstaunlich. Denken Sie nur daran, dass wir zum ersten Mal die Grundstrukturen des lokalen Universums betrachten können, einschließlich der Milchstraße. Astrophysiker haben auch nahe Galaxien und “lokale Leere” beschrieben. – ein nahegelegener leerer Raum. Darüber hinaus ermöglichte die Karte den Wissenschaftlern, neue Strukturen zu entdecken.
Insbesondere hoffen sie, die von ihnen entdeckten kleinen fadenförmigen Strukturen, die anscheinend Galaxien miteinander verbinden, genauer untersuchen zu können. Die Forscher nannten sie „versteckte Brücken“.
Jeong glaubt, dass diese Stränge Einblicke in die Zukunft unserer Galaxie geben können. Eine spezielle Frage, die Aufmerksamkeit verdient, ist, ob die Milchstraße irgendwann mit der Andromeda-Galaxie kollidieren wird.
Kosmische fadenähnliche Strukturen und wir. Welche sind winzig, oder?
& # 171; Da dunkle Materie die Dynamik des Universums dominiert, bestimmt sie hauptsächlich unser Schicksal & # 187; – die Autoren der Studie sagen.
Somit können Astrophysiker & # 171; fragen & # 187; ein Computer, der Milliarden von Jahren lang eine Karte entwickelt, um zu sehen, was im Lokaluniversum passieren wird. Darüber hinaus können sie jetzt ein neues Modell erstellen, um buchstäblich eine virtuelle Zeitreise zu unternehmen. Weitere Forschungen werden unsere Karten definitiv genauer machen, und die Menge an neuen Daten über Galaxien aus neuen astronomischen Studien ist erschütternd. So warten manchmal interessante auf uns, Freunde. Nun, lesen Sie in diesem Artikel, ob es möglich ist, in der Zeit zu reisen, ich hoffe, es gefällt Ihnen.