پاسخ علم شبکه به ساختار پنهان در دل کیهان ( رابطه بین کهکشان ها )

پاسخ علم شبکه به ساختار پنهان در دل کیهان ( رابطه بین کهکشان ها )

شبکه کیهانی cosmic web

مفهوم شبکه کیهانی Cosmic Web بارها در تحقیقات کیهان شناسی مورد بررسی قرار گرفته است. اما همچنان سوال های زیادی بدون پاسخ مانده اند. به راستی دنیا به عنوان مجموعه ای از کهکشان های مجزا که به واسطه گرانش کنار هم قرار گرفته اند، چطور به نظر می رسد؟ بر چه اساسی این کهکشان ها کنار یکدیگر قرار گرفته اند؟ هنوز اطلاعات کاملی از ساختار موثر و مشخصه های این شبکه بزرگ نداریم.

جدیدا دانشمندان [۱] با استفاده از داده های بزرگ جمع آوری شده از اجرام مختلف در کیهان و دینامیک آنها در طی زمان تا به حال، هفت ساختار برای شبکه کهکشان ها پیشنهاد داده اند. آنها از اطلاعات کهکشان ها مانند موقعیت، اندازه و سرعت نسبی آن ها بهره جسته اند. با استفاده از شبیه سازی و داده های واقعی سعی شده تا بهترین شبکه را به توزیع کهکشان ها نسبت دهند.

داده ها از یک subhalo catalog که توسط Illustris تهیه شده است، به دست آمده است. شبیه سازی هایی که رشد دنیا، شکل گیری کهکشان ها و تحول آن را از ۲Gy بعد از Big Bang تا زمان حال نشان می دهد. در این شبیه سازی ها کهکشان ها نقش ندهای شبکه را بازی می کنند و فقط کهکشان هایی با جرم

cosmic web شبکه کیهانی

در نظر گرفته شده اند. به این ترتیب شبکه هایی با ۲۰۰۰ تا ۳۰۰۰۰ کهکشان به ازای redshift های مختلف به دست آمده است.

روش های مختلفی برای ساخت شبکه کیهانی وجود دارد که در این تحقیق ۷ مدل ارائه شده است(M1-M7) . در مدل اول M1 دو کهکشانی که فاصله آنها کمتر از یک طول مشخصه است به صورت غیرجهت دار Undirected به هم وصل شده اند (شکل زیر قست a  و d). در مدل (M2(3 لینک ها جهت دار directed هستند. ند i به <k> ند نزدیک خودش وصل می شود. به این ترتیب تعداد لینک های ورودی و خروجی ثابت هستند. در مدل (M4(5 ند i به j وصل می شود اگر فاصله بین ندها کمتر از a.Ri1/2 باشد. در اینجا a یک پارامتر ازاد و Ri1/2 نصف شعاع جرمی کهکشان است. مدل های ۶(۷) تعمیم یافته مدل (M4(5 هستند در فضای فاز. ند i به j وصل است اگر مجموع مربع فاصله نرمال شده و سرعت نسبی بین دو ند بیشتر از a2 باشد.

شبکه کیهانی cosmic web

سوال مهم این بود: کدام یک از مدل های بالا معنادارترین توصیف را از دنیا دارد؟

مدلی که لینک ها در آن واقعی تر باشند و ندهای با مشخصه های مشابه به هم وصل شده باشند. به این ترتیب پارامترهای مختلفی از کهکشان ها مورد بررسی قرار گرفت تا معلوم شود کدام مدل بهترین همبستگی را بین ندها نشان می دهد. برای پارامتر c میانگین پارامتر مربوطه به ازای تمام همسایگان ند i از رابطه زیر به دست می آید.

شبکه کیهانی

در اینجا ki درجه ند i و aij ماتریس برهمکنش ند i با باقی ندهای شبکه است. بررسی ضریب Pearson در محاسبه همبستگی

pearson coefficien

برای پارامترهای مختلف و مقایسه با نتایج تجربی نشان داد که مدل M3 که بر اساس نزدیکی فضایی Spatial Proximity است بهترین توصیف را از شبکه کیهانی ارائه می دهد.

pearson coefficient

مراجع: https://arxiv.org/abs/1604.03236

نویسنده: لیلا هدایتی فر

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *