銀河を結ぶ「コズミックウェブ」を3D双方向モデルで視覚化

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宇宙を形成する銀河同士のネットワーク「コズミック・ウェブ」を視覚化した3Dモデルが作成された。ズームやドラッグなど双方向操作も可能だ。

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2/3モデルのなかを回転したりズームしたりできる。

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3/3ヒストグラム(度数分布図)を操作することで、銀河あたりの「結びつき」の数を変えることができる。

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物理学者たちは宇宙を、「宇宙のクモの巣(コズミックウェブ)」でつながれた多数の銀河のネットワークだと考えている(宇宙にある「冷たい暗黒物質」の半分以上が銀河団の外に存在し、コズミックウェブとして知られるフィラメント状のネットワークでそれらの銀河団を結びつけていると考えられている)。

4月13日付けで発表された「The Network Of the Cosmic Web」(コズミックウェブのネットワーク)という論文では、ノースイースタン大学バラバシ研究室の物理学者ブルーノ・コウチーニョたちの研究チームが、コズミックウェブの基礎となる構造を科学者たちがさらに理解するのに役立つ方法を探究している。

コウチーニョ氏は、情報デザイナーのキム・アルブレヒトとともに、「Network Behind the Cosmic Web」(コズミックウェブの裏にあるネットワーク)という視覚化を行った。もつれ合う銀河のネットワークに実際のかたちを与えるものだ。

コウチーニョ氏のシミュレーションアルゴリズムから収集したデータをもとに、アルブレヒト氏は3つの3Dモデルを構築することができた。それぞれで異なる方法を探究し、24,000に上る銀河間のつながりを視覚化している。

すべてのモデルで、いくつもの点が光の明るい線で結ばれている。それぞれの点は銀河であり、それぞれの線がつながりを表現している。まるで宇宙版の点つなぎゲームのようだ。

最初のモデル(「Fixed Length Model」)は、特定の半径範囲内にある銀河同士を線でつないだものだ。次のモデル(「Varying Length Model」)では、銀河の大きさに比例して、それがつながることができる銀河との間の距離を設定しているため、銀河が大きいほど、そのつながりも遠くなる。最後のモデル(「Nearest Neighbors Model」)では、それぞれの銀河とそれに最も近い銀河との間のつながりをシンプルに描いたもので、一見すると星座地図のようだ。

コウチーニョ氏によると、これらすべてに共通して重要なのは、相互につながっている銀河の特徴の類似性(それぞれの要素の構成や質量など)を強調するモデルを見つけることだという。

インタラクティヴなモデルをクリックすると、ヴァーチャルな3D空間でモデルをズームしたりドラッグしたりして、膨大な数の銀河とそれぞれのつながりを見ることができるヴァーチャルツアーを楽しむことができる。

なお、2015年には、「Illustris Project」(イラストリス・プロジェクト)で、銀河間のつながりをビッグバン(宇宙誕生)から現在まで探究するシミュレーションも作成されている(文末に動画)。

その背後にある科学をどのくらい理解しているかどうかにかかわらず、物理的なかたちで宇宙を見るプロジェクトは非常に魅力的だ。宇宙の3Dモデルをヴァーチャルリアリティ(VR)で探検できたらどんなに素晴らしいかと考えずにはいられない。