Точечные симуляции дают представление о структуре Вселенной
Вселенная усеяна галактиками, которые в больших масштабах демонстрируют нитевидный узор – космическую паутину. Это неоднородное распределение космического материала немного похоже на начинку в булочке, когда она скапливается в одних областях, но может отсутствовать в других.<br>Используя серию симуляций, учёные исследовали неоднородную структуру Вселенной, рассматривая распределение галактик как совокупность точек, а не как непрерывное распределение. Этот метод позволил применить математику, разработанную для материаловедения, для количественной оценки относительной неупорядоченности Вселенной.<br>«Мы обнаружили, что распределение галактик во Вселенной сильно отличается от физических свойств обычных материалов и имеет свою собственную уникальную сигнатуру», — объяснил Оливер Филкокс, соавтор исследования.<br>Эта работа, опубликованная в Physical Review X, была проведена Сальваторе Торквато, постоянным членом Института перспективных исследований, Льюисом Бернардом, профессором естественных наук Принстонского университета, и Оливером Филкоксом, младшим научным сотрудником Общества стипендиатов Саймонса.<br>Исследователи проанализировали общедоступные данные моделирования, сгенерированные Принстонским университетом и Институтом Флэтайрон. Каждая из 1000 симуляций состоит из миллиарда частиц тёмной материи, чьи скопления, образованные в результате гравитационной эволюции, служат прототипом галактик.<br>Один из основных результатов работы касается корреляций пар галактик, которые топологически связаны друг с другом с помощью функции парной связанности. Основываясь на этом — и множестве других дескрипторов, возникающих в теории гетерогенных сред, — исследовательская группа показала, что в самых больших масштабах (порядка нескольких сотен мегапарсеков) Вселенная приближается к гиперуниформности, в то время как в меньших масштабах (до 10 мегапарсеков) она становится почти антигиперуниформной и сильно неоднородной.<br>Статистические инструменты позволили исследователям разработать последовательную и объективную структуру для измерения порядка. Таким образом, их выводы, хотя и сделанные в космологическом контексте, применимы к ряду других динамических физических систем.
