Os astrônomos usaram um algoritmo baseado nos padrões de crescimento do mofo para mapear algo que é basicamente impossível de ver: a rede cósmica de gás e matéria escura subjacente à própria estrutura do Universo.
O mofo (Physarum polycephalum) é uma das formas de vida mais estranhas do planeta, mas não devemos subestimar essas bolhas gelatinosas e estranhas.
Isso porque, apesar das aparências, esse organismo sem cérebro – ou melhor, o modo como cresce em redes ramificadas de gavinhas viscosas – é capaz de ‘resolver’ problemas espaciais que são realmente incrivelmente complexos do ponto de vista computacional.
No passado, modelos baseados na sede de P. polycephalum resolveram labirintos, identificaram o caminho mais curto entre os pontos e até reconstruíram a rede do sistema ferroviário de Tóquio.
Mas qual o tamanho do mofo atrevido a sonhar? Bem, a resposta é “bem grande”. Em uma nova pesquisa liderada pelo astrônomo Joe Burchett, da UC Santa Cruz, os cientistas descobriram que os instintos exploratórios de P. polycephalum servem para ajudar a resolver uma das maiores incógnitas da astrofísica.
Acima: O mapa 3D do modelo de molde de lodo da rede de filamentos da teia cósmica, com inserções mostrando galáxias (amarelas) e fios de filamentos gerados por algoritmos (roxos).
“A cosmologia moderna prevê que a matéria em nosso universo hoje se reuniu em uma vasta rede de estruturas filamentosas denominada coloquialmente de” teia cósmica “”, escrevem os autores em seu novo artigo.
“Como esse assunto é invisível eletromagneticamente (ou seja, escuro) ou muito difuso para gerar imagens, os testes desse paradigma da web cósmica são limitados”.
Em outras palavras, como podemos tentar visualizar experimentalmente essa teia cósmica gigantesca e invisível que serve como andaime de todo o Universo, uma vez que consiste em matéria escura invisível ou filamentos de gás finos que são difíceis de entender em nossos escopos?
Isso nunca foi realmente um problema para mofo. Até que fosse.
Um dos membros da equipe da UC Santa Cruz, o pesquisador de mídia computacional Oskar Elek, foi inspirado no trabalho do artista de mídia alemão Sage Jenson, que criou simulações artísticas baseadas no comportamento de forragem de P. polycephalum.
Os pesquisadores pegaram o modelo 2D de Jenson e o recriaram em três dimensões, com modificações adicionais. Eles então alimentaram o algoritmo com um conjunto de dados das coordenadas de 37.000 galáxias no que é conhecido como Universo Local, e o modelo de mofo fez a sua coisa: juntar os pontos como sempre, mas desta vez em uma escala celeste, nos dando uma virtual, otimizada reconstrução da aparência da teia cósmica.
“As galáxias efetivamente servem como fontes de ‘alimento’ para um enxame de agentes virtuais de ‘mofo’ liberados em um espaço 3D definido pelas coordenadas celestes de cada galáxia”, escrevem os pesquisadores.
“Os agentes se movem continuamente pelo espaço e, finalmente, alcançam um estado de equilíbrio, traçando uma rede de transporte ideal aproximada de galáxia para galáxia”.
Obviamente, o mapa 3D que o algoritmo gera é apenas uma simulação artificial – não uma prova firme de onde a matéria escura da web cósmica e os filamentos de gás realmente residem no espaço. No entanto, poderia ser nossa melhor aproximação, dizem os pesquisadores, e eles têm pelo menos algumas evidências para apoiar essa afirmação.
Embora provavelmente seja impossível validar toda a reconstrução da rede cósmica, verificações pontuais comparando os filamentos do molde de lodo com dados legados do Hubble em locais de gás hidrogênio sugerem que a rede do algoritmo é precisa.
“Sabíamos onde os filamentos da teia cósmica deveriam estar graças ao mofo, para que pudéssemos ir aos espectros arquivados do Hubble para os quasares que sondam esse espaço e procuram as assinaturas do gás”, diz Burchett.
“Onde quer que vimos um filamento em nosso modelo, os espectros do Hubble mostravam um sinal de gás, e o sinal ficava mais forte no meio dos filamentos onde o gás deveria ser mais denso”.
Deveríamos nos surpreender que algo tão básico e humilde quanto o instinto de mofo possa ajudar a apontar na direção de estruturas cósmicas que, de outra forma, escaparam à descoberta científica? Bem, sim e não, dizem os pesquisadores.
“É um tanto coincidente que funcione, mas não inteiramente”, explica Burchett.
“Um molde de gosma cria uma rede de transporte otimizada, encontrando os caminhos mais eficientes para conectar fontes de alimentos. Na web cósmica, o crescimento da estrutura produz redes que também são, em certo sentido, ideais. Os processos subjacentes são diferentes, mas eles produzem estruturas matemáticas que são análogas “.
De qualquer forma, as descobertas podem nos fornecer uma maneira inteiramente nova de entender as estruturas da rede cósmica, e em grande parte graças à existência de mofo. Estamos todos na sarjeta, ao que parece, mas alguns de nós estão olhando para as estrelas.
“Pela primeira vez, podemos quantificar a densidade do meio intergaláctico, desde a periferia remota dos filamentos cósmicos da web até os interiores quentes e densos dos aglomerados de galáxias”, diz Burchett.
“Esses resultados não apenas confirmam a estrutura da teia cósmica prevista pelos modelos cosmológicos, mas também nos permitem melhorar nossa compreensão da evolução das galáxias, conectando-a aos reservatórios de gás dos quais as galáxias se formam”.
Publicado em 14/03/2020 16h36
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