Машинне навчання тільки недавно почало впроваджуватися для аналізу великих даних, але вже дозволяє робити чудові відкриття. У свіжій статті астрономи з США розповіли про нову модель прогнозування поведінки галактик і іншого космічного матеріалу. Дослідження дозволило виявити невиявлені раніше зв’язки між галактиками – це фактично «мости» із темної матерії, що з’єднують нашу галактику Чумацький Шлях і сусідні галактики.
Вважається, що переважна більшість матерії у Всесвіті (не менше 80%) – це невидима для наших засобів виявлення темна матерія. У той же час вплив темної матерії на видимі об’єкти проявляється в гравітаційних впливах. За динамікою розльоту галактик і іншої видимої матерії по Всесвіту можна відновити поширення темної матерії.
Швидкість, маса, напрям і прискорення видимих об’єктів – все це дозволяє нанести на карту Всесвіту її невидиму структуру у вигляді темної матерії. В ідеалі можна було б відстежити поширення темної матерії з моменту Великого вибуху до пізніх часів, але це вимагає недоступних сьогодні обчислювальних ресурсів. Американці пішли іншим шляхом.
Астрономи з Університету Пенсільванії з колегами з інших країн запропонували модель машинного навчання, яка змогла використати симуляцію поведінки галактик і інших об’єктів для прогнозування розподілу темної матерії. Для експерименту був використаний набір симуляцій руху галактик Illustris-TNG з використанням галактик, порівнянних за розміром з нашим Чумацьким Шляхом. В ході роботи моделі були виявлені ключові параметри, які могли б передбачити поширення темної матерії в найближчому до нас Всесвіті.
Вірність вибору параметрів і моделі передбачення були перевірені на реальному наборі даних про Всесвіт у вигляді бази Cosmicflow-3 з більш ніж 17 тис. галактик і об’єктів із записами про їх реальну поведінку (гравітаційну взаємодію). Тим самим вчені підтвердили, що можуть нанести на карту Всесвіту невидиму нам темну матерію і попутно відкрили, що така матерія з’єднує сусідні галактики незримими нитеподобнимі структурами – свого роду мостами з темної матерії.
Червоним кольором позначені видимі об’єкти (галактика Чумацький Шлях позначена X), жовтим показані ниткоподібні структури, які раніше були невідомі, а чорним – гравітаційні взаємодії об’єктів. Джерело зображення: Astrophysical Journal
Зроблене відкриття допоможе краще зрозуміти історію Всесвіту і його подальшу долю. Людство це стосується повною мірою. Наприклад, вважається, що на зіткнення з Чумацьким Шляхом йде галактика Андромеда. Буде цікаво простежити мости з темної матерії між цими галактиками і спробувати дати прогноз того, як ця подія буде розвиватися в часі і просторі. Джерело