Model cetakan lendir bumi telah membantu para astronom memetakan jaringan kosmik yang menghubungkan galaksi di seluruh alam semesta.
Cetakan lendir, atau Physarum polycephalum, adalah organisme sel tunggal yang membangun jaringan filamen kompleks untuk mencari makanan. Menggunakan model komputer yang terinspirasi oleh pola pertumbuhan jamur lendir, para peneliti dari University of California Santa Cruz menelusuri jaringan seperti web dari filamen yang saling berhubungan yang memperpanjang tahun cahaya antar galaksi.
"Cetakan lendir menciptakan jaringan transportasi yang dioptimalkan, menemukan jalur paling efisien untuk menghubungkan sumber makanan," Joe Burchett, penulis utama studi dari UC Santa Cruz, mengatakan dalam sebuah pernyataan. "Di web kosmik, pertumbuhan struktur menghasilkan jaringan yang juga, dalam arti, optimal. Proses yang mendasarinya berbeda, tetapi mereka menghasilkan struktur matematika yang analog."
Untuk membuat model-model baru, tim menggunakan data dari Sloan Digital Sky Survey dan karya seniman yang berbasis di Berlin Sage Jenson, yang visualisasi artistiknya didasarkan pada algoritma untuk mensimulasikan pertumbuhan jamur lendir. Para peneliti menamakan algoritma baru itu Monte Carlo Physarum Machine, menurut pernyataan itu.
Materi di alam semesta didistribusikan dalam jaringan web seperti filamen intergalaksi yang dipisahkan oleh kekosongan besar. Galaksi terbentuk di mana filamen-filamen ini berpotongan dan materi paling terkonsentrasi. Namun, filamen-filamen ini, yang membentang di antara galaksi, sebagian besar tidak terlihat karena terdiri dari materi gelap - bahan yang tidak memancarkan cahaya atau energi, tetapi menyumbang sekitar 85% dari massa alam semesta.
Para peneliti menguji algoritma baru terhadap data dari simulasi kosmologis Bolshoi-Planck. Simulasi ini, yang dikembangkan oleh Joel Primack, seorang profesor fisika di UC Santa Cruz, digunakan untuk memodelkan "lingkaran cahaya" materi gelap - di mana galaksi terbentuk - dan filamen yang menghubungkan galaksi di seluruh alam semesta. Hasil penelitian menunjukkan bahwa hasil dari algoritma cetakan lendir baru selaras dengan simulasi materi gelap, menurut pernyataan tersebut.
"Dimulai dengan 450.000 lingkaran gelap, kita bisa mendapatkan kesesuaian yang hampir sempurna dengan bidang kepadatan dalam simulasi kosmologis," Oskar Elek, rekan penulis penelitian dan peneliti postdoctoral dalam media komputasi di UC Santa Cruz, mengatakan dalam pernyataan itu.
Para peneliti juga menggunakan data dari Cosmic Origins Spectrograph Hubble Space Telescope, yang digunakan untuk mempelajari objek yang menyerap atau memancarkan cahaya. Gas intergalaksi meninggalkan tanda serapan khusus dalam spektrum cahaya yang melewatinya, menurut pernyataan itu.
Dengan demikian, data Hubble mengungkapkan tanda tangan gas di ruang antara galaksi. Tanda tangan gas lebih kuat ke arah tengah filamen, di mana akumulasi padat materi membentuk galaksi baru, menurut pernyataan itu.
"Untuk pertama kalinya sekarang, kami dapat mengukur kepadatan media intergalaksi dari pinggiran filamen web kosmik yang jauh ke interior cluster galaksi yang panas dan padat," kata Burchett dalam pernyataan itu. "Hasil ini tidak hanya mengkonfirmasi struktur web kosmik yang diprediksi oleh model-model kosmologis, mereka juga memberi kita cara untuk meningkatkan pemahaman kita tentang evolusi galaksi dengan menghubungkannya dengan reservoir gas di mana galaksi terbentuk."
Oleh karena itu, algoritma berbasis cetakan lendir baru memungkinkan para astronom untuk memvisualisasikan web kosmik pada skala yang lebih besar. Temuan mereka diterbitkan 10 Maret di Astrophysical Journal Letters.
- Neutrino yang terjerat dalam jaring kosmik dapat mengubah struktur alam semesta
- Alam semesta kita yang berkembang: Zaman, sejarah & fakta lainnya
- Ruang menjadi ramping: Satelit kecil akan tumbuh jamur di orbit
