Astronomowie zaczęli wykorzystywać wyrafinowany zestaw symulacji, zaawansowany model uczenia maszynowego do tworzenia gromad galaktyk oraz egzotyczne związki między galaktykami, aby zrozumieć pochodzenie ciemnej materii i ciemnej energii.

Zgaduję, że nigdy nie słyszałeś o efekcie Sunyaeva Zel’dovicha i to jest w porządku. Sporządzanie map galaktyk, grup i gromad jest stosunkowo niejasną sztuczką kosmologiczną. Efekt został nazwany na cześć dwóch rosyjskich naukowców, którzy jako pierwsi odkryli ten mechanizm. Efekt działa, ponieważ nasz wszechświat jest przesiąknięty kosmicznym mikrofalowym tłem, pozostałościami promieniowania z czasów, gdy wszechświat miał zaledwie 380 000 lat. To promieniowanie jest stosunkowo chłodne, z temperaturą około 3 stopni powyżej zera absolutnego, co stawia promieniowanie w reżimie mikrofalowym.

Kiedy to prastare światło filtruje swoją drogę przez kosmos w drodze do naszych teleskopów, od czasu do czasu przechodzi przez grupę lub gromadę galaktyk. W tych gromadach i grupach krąży bardzo gorący gaz. Czasami ten gaz uderzy w przelatujący foton z kosmicznego mikrofalowego tła i podniesie go do wyższej energii. Kiedy tworzymy mapy kosmicznego mikrofalowego tła, widzimy wtedy grupy i gromady jako lekko gorące, małe plamki na wierzchu tła. Ta technika pozwala nam mapować niezwykle odległe gromady i grupy, nawet te, które są zbyt daleko, aby bezpośrednio obserwować je innymi sposobami.

Warto przeczytać!  Zakrzywiona czasoprzestrzeń w symulatorze kwantowym

Usuń wszystkie reklamy z Universe Today

Dołącz do naszego Patreona za jedyne 3 USD!

Korzystaj do końca życia bez reklam

Astronomowie i kosmolodzy z chęcią wykorzystaliby te badania do zrozumienia rozmieszczenia materii we wszechświecie, co może pomóc nam odkryć naturę ciemnej materii i ciemnej energii. Ale gromady i galaktyki to niezwykle skomplikowane miejsca i musimy zrozumieć całą fizykę, która powoduje, że gaz wewnątrz gromad i grup jest gorący, zanim będziemy mogli użyć ich do wydobywania ciemnej materii i ciemnej energii. Jednym z najważniejszych procesów jest sprzężenie zwrotne, w którym materia spada na supermasywne czarne dziury, ale zanim zostanie pochłonięta, zostaje wyrzucona w postaci wysokoenergetycznych cząstek i wybuchów promieniowania do środowiska grupy i klastra.

Kosmolodzy od dawna używają bardzo szczegółowych symulacji tych efektów, aby zrozumieć, co się dzieje. Ale aby naprawdę zbudować wiarygodny model wszechświata, potrzebujemy wielu różnych symulacji z wieloma różnymi rodzajami parametrów, aby zbadać wszystkie możliwości. A potem musimy połączyć wszystkie te różne możliwości z tym, co obserwujemy i wykorzystać to, aby wydobyć właściwości ciemnej materii i ciemnej energii.

Aby osiągnąć ten ostatni krok, zespół naukowców wykorzystał pakiet symulacji CAMELS wraz z zaawansowanym algorytmem uczenia maszynowego, aby połączyć właściwości ciemnej materii i ciemnej energii z tym, co faktycznie obserwujemy we wszechświecie dzięki efektowi Sunyaeva Zel’dovicha. Właśnie zaczynają tworzyć te powiązania z prawdziwymi obserwacjami za pomocą teleskopu Dark Energy Survey w Atacama Cosmology Telescope. Mamy nadzieję, że przyszłe badania w tym kierunku dostarczą kluczowego wglądu w naturę tych mrocznych tajemnic wszechświata.