ब्रह्मांड में फैली आकाशगंगाओं के नक्शे में छिपी हुई जानकारी जल्द ही आगे आ सकती है, इन मानचित्रों के तीन आयामी प्रकृति को संरक्षित करने वाले डेटा से पूछताछ करने के एक नए तरीके के लिए धन्यवाद।
छिपी हुई जानकारी हमें यह बताने में महत्वपूर्ण हो सकती है कि क्या मानक मॉडल कॉस्मोलॉजी सही है, या क्या इससे विचलन हैं जो “डार्क यूनिवर्स” की हमारी समझ को प्रभावित कर सकते हैं, जिसमें शामिल हैं गहरे द्रव्य और गहरी ऊर्जा।
टोक्यो विश्वविद्यालय के खगोलशास्त्री मिन्ह गुयेन के नेतृत्व में शोध, शक्तिशाली कंप्यूटर एल्गोरिदम का उपयोग करता है जो सापेक्ष पदों की तुलना करने में सक्षम हैं आकाशगंगाओं ब्रह्मांड के एक 3 डी मानचित्र में विस्तृत सिमुलेशन के साथ जो आकाशगंगाओं और अंधेरे पदार्थ के प्रभामंडल के विकास और व्यवहार को दर्शाता है।
पुराने दिनों में, खगोलविद गहरी उठाकर आकाशगंगा सर्वेक्षण आयोजित करेंगे अंतरिक्ष फोटोग्राफिक प्लेटों पर छवियां और फिर प्लेटों पर सीधे मापते हैं, दो-आयामों में, आकाशगंगाओं के स्थानिक वितरण। वे सवालों के जवाब देने की कोशिश करेंगे जैसे “ये आकाशगंगाएं अपने पड़ोसियों के कितने करीब हैं?” और “वे एक दूसरे के साथ कितने अच्छी तरह से संरेखित हैं?”
आधुनिक समय में, इन सर्वेक्षणों में एक तीसरा आयाम जोड़ा जा सकता है। यह सब मल्टी-ऑब्जेक्ट स्पेक्ट्रोस्कोपी के लिए धन्यवाद है, जो मापता है लालच इन आकाशगंगाओं में से, और इसलिए उन्हें एक में दूरी ब्रह्मांड का विस्तारअंतरिक्ष की एक देखी गई मात्रा में। इस तरह के गांगेय दूरी माप के साथ, वास्तव में ब्रह्मांड का एक तीन आयामी नक्शा बनाना संभव है।
हालाँकि, इस तीन-आयामी गैलेक्सी डेटा को सांख्यिकीय रूप से विश्लेषण करने के लिए आवश्यक गणना शक्ति को शानदार है, और इसलिए, दक्षता के लिए, 3 डी डेटा को पारंपरिक रूप से “एन-पॉइंट सहसंबंध फ़ंक्शन” कहा जाता है, जिसे “एन” कहा जाता है। एक संख्या (आमतौर पर दो या तीन बिंदु डेटा के रूप में ऊपर उल्लेख किया गया है)।
ज्यादातर मामलों में यह सब अच्छी तरह से और अच्छा है, लेकिन एक भी संदेह का संदेह भी है कि इस तरह से डेटा को संपीड़ित और विश्लेषण करने के परिणामस्वरूप जानकारी याद आती है – या छिपा हुआ है। और अब, “फील्ड-लेवल इंफ़ेक्शन” (FLI) नामक एक तकनीक का उपयोग करते हुए “लेफ्टफील्ड” नामक एक ढांचे में एल्गोरिदम के एक सूट के साथ संयोजन में, जो आकाशगंगा के विकास और प्रारंभिक ब्रह्मांड से वर्तमान दिन तक क्लस्टरिंग को मॉडल करता है, गुयेन की टीम ने दिखाया है कि महत्वपूर्ण जानकारी है वास्तव में संपीड़न द्वारा दबाया जा रहा है। टीम ने बुचेल्टर कॉस्मोलॉजी पुरस्कार में तीसरा स्थान हासिल किया इस परिणाम के लिए।
“क्षेत्र-स्तरीय अनुमान में, हम सीधे आकाशगंगाओं के 3 डी मानचित्र के साथ काम करते हैं,” गुयेन ने बताया Space.com। नक्शे को कंप्यूटर पर स्वर पर दर्शाया गया है, जो एक जाली ग्रिड में तीन आयामी पिक्सेल की तरह हैं। FLI तब इस voxel जाली में दर्शाता है कि यह आकाशगंगाओं की 3 डी संरचना की भविष्यवाणी करता है और अंतर्निहित अंधेरे पदार्थ को कॉस्मोलॉजी के मानक मॉडल के अनुसार दिखना चाहिए (जो बताता है कि ब्रह्मांड में बड़े पैमाने पर संरचना अंधेरे और अंधेरे के प्रभाव में कैसे विकसित होती है। ऊर्जा)।
“शक्तिशाली कंप्यूटर एल्गोरिदम की मदद से, FLI का उद्देश्य उन भविष्यवाणियों को 3 डी जाली पर हर बिंदु पर मनाया आकाशगंगा स्थिति के साथ मेल करना है,” गुयेन ने कहा।
एन-पॉइंट फ़ंक्शन लोकप्रिय हैं क्योंकि वे प्रसंस्करण समय को गति देते हैं और उपयोग करने के लिए अधिक कुशल हैं, लेकिन आज के एल्गोरिदम अंतराल को पाटने के लिए पर्याप्त परिष्कृत हैं और पूर्ण, असम्पीडित डेटा को विश्लेषण करने में सक्षम बनाते हैं।
“सौभाग्य से, आधुनिक कंप्यूटर एल्गोरिदम हैं जो इस विशाल पैरामीटर स्थान के अन्वेषण, या नमूने को गति दे सकते हैं,” गुयेन ने कहा।
गुयेन और उनके सहयोगियों – फेबियन श्मिट, बीट्रिज़ टुकी, मार्टिन रेनेके और जर्मनी में मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट फॉर एस्ट्रोफिजिक्स के मैक्स प्लैंक इंस्टीट्यूट के एंड्रीजा कोस्टिक – ने शुरू में सीम्युलेटेड मैप्स पर FLI का परीक्षण किया। डार्क मैटर हेलोजो अंधेरे पदार्थ के विशाल बादल हैं जो आकाशगंगाओं और आकाशगंगा समूहों को घेरते हैं। हेलो के बारे में सोचें कि अंदर के मचान के रूप में जो दृश्यमान पदार्थ आकाशगंगाओं में इकट्ठा होता है। हाल ही में, “के भाग के रूप में”दो-बिंदु सहयोग से परे“गुयेन और श्मिट ने सीम्युलेटेड आकाशगंगाओं पर FLI को लागू किया, साथ ही परिणाम जल्द ही एस्ट्रोफिजिकल जर्नल सप्लीमेंट सीरीज़ में प्रकाशित होने के साथ।
उनके परिणाम दो और तीन-बिंदु सहसंबंध कार्यों की तुलना में FLI विश्लेषण में विस्तार और सटीकता में तीन और पांच सुधारों के बीच एक कारक दिखाते हैं। यह अतिरिक्त विवरण इंगित करता है कि ऐसी जानकारी है जो चीजों को करने के पुराने तरीके से छिपी हुई है।
और यह छिपी हुई जानकारी हमें क्या बता सकती है? ब्रह्मांड में बड़े पैमाने पर संरचनाएं-आकाशगंगा समूहों की महान श्रृंखलाएं जो कॉस्मोस को फैलाती हैं-बड़े धमाके में क्वांटम के उतार-चढ़ाव का पता लगाया जा सकता है, जिससे अधिक घनत्व आकाशगंगाओं में गुरुत्वाकर्षण के तहत बढ़े। FLI इन उतार -चढ़ाव में विषमता को प्रकट कर सकता है जो जमे हुए हो गए हैं समय आकाशगंगाओं के वितरण के रूप में, या अधिक हाल के ब्रह्मांड में आकाशगंगाओं के गुरुत्वाकर्षण विकास में विसंगतियों को कैसे अंधेरे पदार्थ के बारे में विवरण प्रकट किया जा सकता है, या वास्तव में गुरुत्वाकर्षण खुद।
इसके अलावा, “देखे गए आकाशगंगा क्षेत्र से जुड़े अंधेरे पदार्थ के पूरे अंतर्निहित क्षेत्र तक पहुंच होने से, हम स्थानीय प्रभावों के प्रति अधिक संवेदनशील हो सकते हैं,” गुयेन ने कहा। “इस तरह के स्थानीय प्रभाव एन-पॉइंट फ़ंक्शंस का उपयोग करके विश्लेषण में औसतन हैं।”
अगला कदम FLI को वास्तविक डेटा के साथ परीक्षण के लिए रखना है डार्क एनर्जी स्पेक्ट्रोस्कोपिक पर किट पीक नेशनल ऑब्जर्वेटरीसुबारू प्राइम फोकस स्पेक्ट्रोग्राफ और यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी‘एस यूक्लिड मिशन, और भविष्य में वेरा सी। रुबिन ऑब्जर्वेटरी चिली में इस साल के अंत में पहली रोशनी देखना चाहिए, साथ ही साथ नैन्सी ग्रेस रोमन स्पेस टेलीस्कोप यह 2027 में लॉन्च करने के लिए सेट है। सभी गैलैक्टिक वितरण के विशाल 3 डी मानचित्रों को इकट्ठा करने के लिए आकाशगंगाओं के रेडशिफ्ट सर्वेक्षण का संचालन करेंगे।
जब यह डार्क यूनिवर्स की बात आती है और इसने ब्रह्मांड में बड़े पैमाने पर संरचनाओं में आकाशगंगाओं के विकास को कैसे प्रभावित किया है, तो अभी भी बहुत कुछ है कि हम, अच्छी तरह से, अंधेरे में। लेकिन FLI के साथ, मानचित्र में आकाशगंगाओं से जुड़े अंधेरे-मैटर वितरण का वर्णन करना संभव है।
“यह काफी साफ है, यह देखते हुए कि हम सीधे अंधेरे पदार्थ का निरीक्षण नहीं कर सकते हैं, और से निर्मित अंधेरे-मैटर मानचित्रों के पूरक हैं गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग“फैबियन श्मिट ने कहा।
अंततः, गैलेक्सी मैपिंग केवल चित्रात्मक रूप से ब्रह्मांड का वर्णन करने के बारे में नहीं है; यह अंततः ब्रह्मांड में जो कुछ भी हम देखते हैं, उसकी उत्पत्ति के बारे में रहस्योद्घाटन की ओर मार्ग की साजिश कर सकता है।
शोध 27 नवंबर, 2024 को जर्नल में प्रकाशित किया गया था भौतिक समीक्षा पत्र।
