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■宇宙正在展现与“生物”相似的一面

宇宙中的物质分布在大尺度上呈现出一种“蛛网”般的结构 。最近一些科学家发现 ， 这种结构竟然与地球上的一种生物十分相似 ， 而且这种相似还并不仅仅停留在形态上……
■宇宙正在展现与“生物”相似的一面
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宇宙大尺度结构模拟 。Illustris
宇宙中物质的分布不是均匀的 。它们主要以相互连接的超星系团和物质纤维形态存在 ， 除此以外就是浩瀚的虚空 。
位于宇宙结构金字塔顶端的是超星系团 ， 往下则是星系团和星系群、单一星系 ， 以及太阳系 。这个等级森严的结构被科学家称为“宇宙蛛网” 。
没有人知道“宇宙蛛网”究竟是怎么来的 。人们只能通过不断地建模 ， 模拟这种结构的演化 。
最近加州大学的天文学家和计算学家进行了一次有趣的尝试 ， 结果在一种神奇的生物和宇宙结构间找到了许多共同点 。
这种生物就是黏菌 。
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一种学名叫Physarum polycephalum的黏菌正在“寻找”食物 。Wikipedia
黏菌是一种介于动物和真菌间的单细胞原生生物 ， 但又常常会聚集在一起 ， 形成一种多细胞结构 。食物充足时它们各自为政 ， 食物缺乏时它们会集体行动 。在聚集状态下 ， 它们拥有惊人的化学感知能力 ， 能够快速准确地发现食物 。它们甚至还能长出“茎” ， 形成孢子 。
黏菌拥有一种非常惊人的能力 ， 科学家认为它们能够建立最理想的分布式网络 ， 解决空间组织上的计算难题 。
于是计算机专家Oskar Elek向主持该项研究的天体物理学者Joseph Burchett建言 ， 或许可以利用黏菌 ， 模拟物质在大尺度宇宙空间中的分布 ， 并将其结果可视化地呈现出来 。
直到上世纪80年代 ， 人们都以为星系团是宇宙中最大的结构 。并认为这样的结构是均匀分布的 。但是很快 ， 超星系团被发现了 ， 类星体群被发现了 。越来越多的结构和空洞出现在人们的视野中 。人们发现超星系团可以通过巨大的纤维互联在一起 。只是这种纤维很难被看到 ， 它们是稀薄的氢 。
而对于用黏菌模拟宇宙 ， Burchett起初是不屑的 。但是后来却被说服了 。
Burchett向Elek提供了“斯隆数字化巡天”的大量数据 。这些数据包括了与37000个星系以及它们的空间分布有关的信息 。
数据被输入到了一个能够在三维空间模拟黏菌行为方式的算法中 。结果令人惊讶 。
一个“宇宙蛛网”出现了 。
Burchett认为 ， 虽然模拟结果带有一定的偶然性 ， 但也不尽然 。黏菌总是试图在前往食物所在地的过程中 ， 找到一条最优通道 。“宇宙蛛网”的演化从某种程度上来说也是这样 。虽然底层机制不同 ， 但是数学结构却是相似的 。
结果令人满意 。但是说白了这还只是一种视觉呈现 。研究人员于是决定更进一步 ， 改进算法 ， 验证他们更高级的模型 。
暗物质登场 。
从某种意义上来说 ， 宇宙大尺度结构反映的就是暗物质在大尺度上的分布 。星系是在庞大的暗物质晕中形成的 ， 这些暗物质晕通过长长的纤维连接在一起 。宇宙暗物质总量占到了宇宙物质总量的85% ， 事实上是暗物质产生的引力 ， 决定了“常规”物质该出现在哪里 。
45万个模拟暗物质晕的数据被输入到了黏菌算法中 ， 然后 ， 一个与“非黏菌”算法模拟结果相同的纤维网络 ， 出现在了人们眼前 。
黏菌又成功了 。
黏菌除了能够再现宇宙纤维网 ， 还让科学家对观测宇宙大尺度结构有了“未卜先知”的能力 。
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