Темная материя, составляющая 80% Вселенной, образует скелет так называемой космических нитей, крупномасштабной структуры, которая, благодаря своему гравитационному влиянию, диктует движение галактик и всего остального. Однако распределение темной материи неизвестно, потому что его нельзя измерять напрямую. Вместо этого ученым приходится выводить его косвенно, из гравитационного воздействия на другие объекты.

«Парадоксально, но проще изучать распределение темной материи на большом расстоянии, потому что оно отражает очень далекое прошлое, которое намного менее сложное, — сказал Ён Донхуэй из Университета Пенсильвании, автор исследования. — Со временем, когда структура Вселенной разрослась, ее сложность увеличилась, поэтому все сложнее производить местные измерения темной материи».

Ранее, когда астрономы пробовали составить карту космических нитей, они начинали с модели ранней Вселенной, а затем моделировали миллиарды лет эволюции. Однако этот метод требует слишком больших вычислительных мощностей и до сих пор не дал достаточно подробного результата. Поэтому американские ученые попробовали совершенно другой подход — построили модель с помощью алгоритма машинного обучения, обученного на данных о распределении и движении галактик, газов и другой видимой, а также темной материи, пишет Futurity.

Затем модель применили к реальным данным, собранным в каталоге Cosmicflow-3, который содержит данные о 17 000 галактик на 200 мегапарсеков вокруг Млечного Пути. Получившаяся карта успешно воспроизвела значимые структуры ближайшей части Вселенной, включая местный лист — регион, содержащий местную группу галактик, включая нашу — и местный войд, обширную область между галактическими нитями. Вдобавок, были идентифицированы новые структуры, которые требуют дальнейшего исследования. В том числе, нити меньшего размера, соединяющие галактики.

«Поскольку темная материя управляет динамикой Вселенной, она, фактически, определяет нашу судьбу, — сказал Ён. — Так что мы можем попросить компьютер показать, как будет выглядеть местная Вселенная через миллиарды лет. И можем отмотать время назад, чтобы понять историю наших соседей по космосу».

Измерив расстояния до особой группы пульсирующих звезд, команда ученых из Польши создала в 2019 самую детализированную на сегодня трехмерную модель нашей галактики. И обнаружила, что в ней есть искривление.