آیا کهکشان‌ها به یکدیگر متصل هستند؟

مجله علمی ایلیاد - نقشه‌ی جدیدی که از ماده‌ی تاریک موجود در کیهان منتشر شده است، نشان می‌دهد که ساختارهای ریسمانی وجود دارند که تا کنون مشاهده نشده بودند و کهکشان‌ها را به یکدیگر متصل می‌کنند. این نقشه به کمک الگوریتم‌های یادگیری ماشین تهیه شده است و به کمک آن می‌توان ماهیت ماده‌ی تاریک را مطالعه کرد و همچنین تاریخچه‌ و آینده‌ی جهان اطراف را نیز مورد بررسی قرار داد.

ماده‌ی تاریک ۸۰ درصد جرم کیهان را در بر می‌گیرد. این ماده اسکلت شبکه‌ی کیهانی محسوب می‌شود. شبکه‌ی کیهانی یک ساختار بزرگ است که نیروی گرانش آن حرکت کهکشان‌ها و دیگر اجرام کیهانی را تعیین می‌کند. به هر حال، توزیع این ماده در کیهان نامشخص است، زیرا نمی‌توان آن‌را به صورت مستقیم دید و مطالعه کرد و تنها بر اساس اثرات گرانشی آن می‌توان توزیع آن‌را به صورت حدودی محاسبه کرد.

دانشمندان اذعان دارند که با گذشت زمان، ساختار بزرگ شبکه‌ی کیهانی نیز رشد کرده و پیچیدگی آن بیشتر شده و به همین دلیل اندازه‌گیری‌هایی که در مورد اثرات ماده‌ی تاریک انجام می‌شود نیز سخت‌تر می‌شود. تلاش‌هایی که در گذشته برای نقشه‌برداری از شبکه‌ی کیهانی انجام شده است، با مدل‌های شبیه‌سازی شده از کیهان و تکامل آن طی میلیاردها سال شروع به کار کرده است. این روش کار نیاز به محاسبات بسیار زیاد دارد و تا کنون نتایج جزئی متقنی از آن به‌دست نیامده است.

 

در این مطالعه‌ی جدید دانشمندان از رویکردی جدید استفاده کرده‌اند و مدل خود را به کمک یادگیری ماشین تهیه کرده‌اند. در این مدل از اطلاعات در مورد توزیع و حرکت کهکشان‌ها برای پیش‌بینی توزیع ماده‌ی تاریک استفاده می‌شود. آن‌ها شبیه‌سازی‌های متعددی که از کهکشان‌ها انجام شده است را در کنار شبیه‌سازی گازها و دیگر مواد مرئی موجود در کیهان برای یاد دادن به الگوریتم خود مورد استفاده قرار داده‌اند.

مدل تهیه شده با داشتن اطلاعات یک ناحیه‌ی خاص می‌تواند بر اساس داده‌های قبلی خود گپ‌های موجود بین مکان‌های معلوم را پُر کند. البته نقشه‌ای که از این طریق به‌دست آمده است با داده‌های شبیه‌سازی شده کاملاً تطابق ندارد، ولی باز هم برای بازسازی ساختارهای کیهانی قابل استناد است.

محققین پس از این مرحله از مدل خود برای پیش‌بینی وضعیت ناحیه‌ی اطراف کهکشان راه‌شیری که ۱۷ هزار کهکشان همسایه‌ی آن‌را شامل می‌شود، به کار برده‌اند. نتیجه‌ی به‌دست آمده شامل شبکه‌ی کیهانی است که در مجله‌ی Astrophysical Journal منتشر شده است.

در این نقشه‌ی جدید علاوه بر ساختارهایی که تا کنون شناخته شده بوده‌اند، ساختارهای جدیدی نیز به چشم می‌خورد. یکی از این ساختارهای جدید ریسمان‌هایی است که کهکشان‌ها را به یکدیگر متصل می‌کند و باید بیشتر مورد بررسی قرار گیرند.

بر اساس اطلاعاتی که این مدل جدید به‌دست داده است، دانشمندان تخمین زده‌اند که کهکشان راه‌شیری و کهکشان آندرومدا به آرامی در حال حرکت به سمت یکدیگر هستند، ولی معلوم نیست که آیا این دو کهکشان طی میلیاردها سال دیگر با یکدیگر برخورد می‌کنند یا خیر؟

محققین اعتقاد دارند که می‌توانند دقت نقشه‌ی خود را با افزایش تعداد کهکشان‌ها بیشتر کنند. آن‌ها قصد دارند از تلسکوپ فضایی جیمز وب برای رصد کهکشان‌های کم‌نور و اضافه کردن آن‌ها به مدل خود استفاده کنند.