Rete cosmica modellizzata al computer osservando muffe melmose

I ricercatori hanno usato un database con più di 37.000 galassie per generare un algoritmo con il quale è stata creata un'intricata rete filamentosa che dovrebbe rappresentare la rete di filamenti cosmici realmente esistente (credito: Burchett et al., ApJL, 2020)

Nuove conferme dell’esistenza di una rete cosmica che collega tutte le galassie dell’universo sono arrivate da un nuovo studio apparso su Astrophysical Journal Letters. Il nuovo studio ha utilizzato un approccio computazionale ispirato ai modelli di crescita della “melma” formata dai funghi mucillaginosi. Si tratta di una struttura su larga scala prevista dalle principali teorie cosmologiche.

La teoria principale vede la formazione di questa rete di filamenti interconnessi, separato però da vuoti enormi, formarsi mentre l’universo si espandeva e si evolveva a seguito del big bang. Con l’espansione, la materia veniva distribuita attraverso questa rete che presentava regioni più dense, quelle occupate dagli ammassi di galassie, e regioni meno dense, fatte pressoché di vuoto.
Questa rete sarebbe fatta perlopiù di idrogeno molto diffuso e dunque invisibile.

Per studiare questa rete cosmica, i ricercatori si sono rifatti alla rete melmosa del Physarum polycephalum, un protista melmoso unicellulare di colore giallo. Questa muffa melmosa in genere cresce sui tronchi in decomposizione o sui rifiuti vegetali, come quelli delle foglie morte sui suoli della foresta, formando masse gialle spugnose sui prati.
Questa forma di vita ha da sempre sorpreso gli scienziati per la sua notevole capacità di formare reti interconnesse per la distribuzione di nutrienti.

Per visualizzare meglio la rete cosmica su larga scala, Joe Burchett ha seguito i consigli di un altro ricercatore, Oskar Elek, che gli ha suggerito di utilizzare come modello proprio il Physarum per creare il suo algoritmo, poi denominato Monte Carlo Physarum Machine.
Per creare l’algoritmo, i due ricercatori hanno utilizzato un database con 37.000 galassie denominato Sloan Digital Sky Survey (SDSS).

“È un po ‘una coincidenza che funzioni, ma non del tutto. Uno stampo di melma crea una rete di trasporto ottimizzata, trovando i percorsi più efficienti per collegare le fonti alimentari. Nella rete cosmica, la crescita della struttura produce reti che sono, in un certo senso, anche ottimali. I processi sottostanti sono diversi, ma producono strutture matematiche analoghe”, dichiara Burchett.
La muffa melmosa ha essenzialmente replicato in tre dimensioni la rete di filamenti cosmica compresa la materia oscura, un importante soggetto che da solo rappresenta una buona percentuale della materia dell’universo e che permette a questa rete sostanzialmente di esistere.

“Questi risultati non solo confermano la struttura della rete cosmica prevista dai modelli cosmologici, ma ci danno anche un modo per migliorare la nostra comprensione dell’evoluzione delle galassie collegandola ai serbatoi di gas da cui si formano le galassie”, dichiara Burchett.

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