單細(xì)胞生物被稱(chēng)為粘液霉菌(Physarum polycephalum),它建立復(fù)雜的網(wǎng)狀絲狀網(wǎng)絡(luò)來(lái)尋找食物,總是尋找接近最佳路徑來(lái)連接不同位置。
在塑造宇宙時(shí),引力建立了一個(gè)巨大的蜘蛛網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的細(xì)絲,這些細(xì)絲將銀河系和星系團(tuán)沿著氣體和暗物質(zhì)無(wú)形的橋梁連接在一起,形成了億萬(wàn)光年長(zhǎng)的氣體和暗物質(zhì)橋。這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間有著不可思議的相似之處,一個(gè)是通過(guò)生物進(jìn)化而來(lái)的,另一個(gè)是通過(guò)原始的引力而來(lái)的。
宇宙網(wǎng)是宇宙的大規(guī)模骨干,主要由暗物質(zhì)組成,并夾雜著氣體,在其上建立了星系。即使看不到暗物質(zhì),它也構(gòu)成了宇宙物質(zhì)的大部分。天文學(xué)家很難找到這些難以捉摸的鏈,因?yàn)槠渲械臍怏w太暗而無(wú)法檢測(cè)到。
1980年代的星系調(diào)查首次暗示了宇宙狀網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的存在。自從這些研究以來(lái),這種絲狀結(jié)構(gòu)的巨大規(guī)模已經(jīng)在隨后的天空調(diào)查中得以揭示。長(zhǎng)絲形成了宇宙中大空隙之間的邊界。現(xiàn)在,一組研究人員已經(jīng)轉(zhuǎn)向使用粘液霉菌來(lái)幫助他們繪制本地宇宙中(地球1億光年以內(nèi))細(xì)絲的地圖,并在其中尋找氣體。
他們?cè)O(shè)計(jì)了一種計(jì)算機(jī)算法,該算法受煤泥模具行為的啟發(fā),并針對(duì)宇宙中暗物質(zhì)長(zhǎng)絲生長(zhǎng)的計(jì)算機(jī)模擬進(jìn)行了測(cè)試。計(jì)算機(jī)算法本質(zhì)上是一種配方,可以準(zhǔn)確地告訴計(jì)算機(jī)要采取什么步驟來(lái)解決問(wèn)題。
然后,研究人員將粘液霉菌算法應(yīng)用于包含斯隆數(shù)字天空調(diào)查所繪制的超過(guò)37 000個(gè)星系位置的數(shù)據(jù)。該算法生成了基礎(chǔ)宇宙網(wǎng)結(jié)構(gòu)的三維地圖。
然后,他們分析了哈勃光譜遺產(chǎn)檔案庫(kù)中分類(lèi)的350個(gè)遙遠(yuǎn)類(lèi)星體的光。這些遙遠(yuǎn)的宇宙手電筒是活躍星系的亮黑洞供電核心,它們的光線穿過(guò)整個(gè)宇宙并通過(guò)前景宇宙網(wǎng)發(fā)光。研究小組在沿?zé)艚z的特定位置分析了氫氣,這是看不見(jiàn)的氫氣的明顯特征。這些目標(biāo)位置遠(yuǎn)離星系,這使研究團(tuán)隊(duì)能夠?qū)⑻烊粴馀c宇宙的大型結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來(lái)。
美國(guó)加利福尼亞大學(xué)(UC)的首席研究員約瑟夫·伯切特(Joseph Burchett)說(shuō):“最令人著迷的是,一種最簡(jiǎn)單的生命形式真正使人們能夠洞察宇宙中最大的結(jié)構(gòu)。”找到宇宙網(wǎng)狀長(zhǎng)絲的位置,包括遠(yuǎn)離星系的位置,然后我們可以使用哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的檔案數(shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)并確定那些看不見(jiàn)的長(zhǎng)絲外圍的冷氣密度。氣體已經(jīng)存在了半個(gè)多世紀(jì),現(xiàn)在我們已經(jīng)證明了這種氣體包含宇宙網(wǎng)的理論期望。”
該調(diào)查進(jìn)一步驗(yàn)證了表明銀河系間氣體組織成細(xì)絲的研究,并且還揭示了從星系中檢測(cè)到的氣體有多遠(yuǎn)。團(tuán)隊(duì)成員驚訝地發(fā)現(xiàn),與宇宙網(wǎng)絲相關(guān)的氣體距離銀河系超過(guò)1000萬(wàn)光年。
但這并不是唯一的驚喜。他們還發(fā)現(xiàn),氣體的紫外線特征在燈絲較密的區(qū)域變強(qiáng),然后消失。伯切特說(shuō):“我們認(rèn)為這一發(fā)現(xiàn)告訴我們星系在銀河系間密集口袋中的劇烈相互作用,在那里氣體變得太熱而無(wú)法探測(cè)到。”
研究人員在尋找一種方法來(lái)可視化宇宙網(wǎng)結(jié)構(gòu)與冷氣之間理論上的聯(lián)系時(shí)使用粘液模子模擬,這是先前哈勃光譜研究中發(fā)現(xiàn)的。
然后,加州大學(xué)圣克魯斯分校的計(jì)算機(jī)科學(xué)家Oskar Elek的團(tuán)隊(duì)成員在網(wǎng)上發(fā)現(xiàn)了柏林媒體藝術(shù)家Sage Jenson的作品。簡(jiǎn)森(Jenson)的作品中令人著迷的是視覺(jué)效果,顯示了粘液霉的觸手狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)從一種食物來(lái)源轉(zhuǎn)移到另一種食物來(lái)源的增長(zhǎng)。簡(jiǎn)森的藝術(shù)作品是基于布里斯托爾西英格蘭大學(xué)的杰夫·瓊斯(Jeff Jones)從2010年開(kāi)始的科學(xué)研究成果,該書(shū)詳細(xì)介紹了一種模擬粘液霉菌生長(zhǎng)的算法。