Kozmologlar evrenin yap\u0131s\u0131n\u0131 evreni m\u00fcmk\u00fcn oldu\u011fu kadar \u00e7ok g\u00f6zlemleyerek belirlerler. Ama ara\u015ft\u0131rmac\u0131lar makine \u00f6\u011frenmesi kullanarak tek bir galaksiyi sim\u00fcle edip inceleyebilirler ve i\u00e7inde bulundu\u011fu dijital evrenin genel yap\u0131s\u0131n\u0131 \u00f6ng\u00f6rebilirler. Mikroskop alt\u0131nda rastgele bir avu\u00e7 kumu analiz ederek Avrasya\u2019n\u0131n k\u00fctlesini hesaplamakla benzer bir beceri. Makineler, bir g\u00fcn g\u00f6kbilimcilere sadece temel yap\u0131 ta\u015flar\u0131n\u0131 inceleterek kozmos hakk\u0131nda \u00e7ok kapsaml\u0131 sonu\u00e7lar \u00e7\u0131karmas\u0131 i\u00e7in yeni bir model buldurmu\u015f gibi g\u00f6r\u00fcn\u00fcyor.
\n\u201cBu tamamen bamba\u015fka bir fikir.\u201d diyor Francisco Villaescusa-Navarro teorik astrofizik\u00e7i ve \u00e7al\u0131\u015fmadan ortaya \u00e7\u0131kan makalenin ba\u015fyazar\u0131. \u201cMilyonlarca g\u00f6k aday\u0131 hesaplamak yerine, sadece tek birini kullanabiliriz. Bunun i\u015fe yaramas\u0131 ger\u00e7ekten inan\u0131lmaz.\u201d Asl\u0131nda yaramamas\u0131 gerekiyordu. Olas\u0131 olmayan bulgu, Princeton \u00dcniversitesi\u2019nde bir lisans \u00f6\u011frencisi olan Villaescusa-Navarro\u2019nun Jupiter Ding\u2019e verdi\u011fi bir \u00e7al\u0131\u015fmadan do\u011fdu: Galaksinin \u00f6zelliklerini bilerek, birka\u00e7 kozmolojik \u00f6zelli\u011fi tahmin edebilen bir sinir a\u011f\u0131 kur. G\u00f6revin amac\u0131 yaln\u0131zca Ding\u2019i makine \u00f6\u011frenmesiyle al\u0131\u015ft\u0131rmak i\u00e7indi. Sonra maddenin toplam yo\u011funlu\u011funu tamamen tespit etti\u011fini fark ettiler.<\/p>\n
Lisans \u00f6\u011frencisi \u00f6devinden \u00e7\u0131\u011f\u0131r a\u00e7acak \u00e7al\u0131\u015fmaya<\/strong> Algoritman\u0131n performans\u0131 ara\u015ft\u0131rmac\u0131lar\u0131 \u015fa\u015f\u0131rtt\u0131 \u00e7\u00fcnk\u00fc g\u00f6k adalar tabiat\u0131 gere\u011fi kaotik nesnelerdir. Baz\u0131lar\u0131 tek seferde \u015fekillenirken baz\u0131lar\u0131 kom\u015fular\u0131n\u0131 yiyerek b\u00fcy\u00fcr. C\u00fcce galaksilerdeki s\u00fcpernovalar ve kara delikler g\u00f6r\u00fcnen maddelerini d\u0131\u015far\u0131 atarken dev galaksiler maddelerine tutunmaya e\u011filimliler. Yine de her galaksi i\u00e7inde bulundu\u011fu evrendeki maddenin genel yo\u011funlu\u011funu yak\u0131ndan takip etmeyi ba\u015farm\u0131\u015ft\u0131.\u00a0 Ontario\u2019daki Western \u00dcniversitesinde bir g\u00f6kbilimci olan Pauline Bramby\u2019nin bir yorumu \u201cevrenin ve\/veya galaksilerin baz\u0131 y\u00f6nleri hayal etti\u011fimizden \u00e7ok daha basit\u201d bir di\u011feri ise sim\u00fclasyonlar\u0131n tan\u0131nmayan kusurlara sahip olmas\u0131d\u0131r. Birle\u015fik bir sinir a\u011f\u0131n\u0131n nas\u0131l bu kadar ak\u0131ll\u0131 hale geldi\u011fini anlamak i\u00e7in bir bu\u00e7uk y\u0131l harcad\u0131. Algoritman\u0131n galaksilerin kendisi yerine sim\u00fclasyon kodlar\u0131ndan yo\u011funlu\u011fu hesaplamak i\u00e7in bir yol buldu\u011fundan emin olmak i\u00e7in defalarca kontrol ettiler. \u201cSinir a\u011flar\u0131 ger\u00e7ekten \u00e7ok g\u00fc\u00e7l\u00fc, ama \u00e7ok tembeller.\u201d Diyor Navarro.<\/p>\n Defalarca yap\u0131lan deneylerden sonra ara\u015ft\u0131rmac\u0131lar algoritman\u0131n kozmik yo\u011funlu\u011funu nas\u0131l tahmin etti\u011fine dair bir fikir edindiler. Farkl\u0131 galaktik \u00f6zellikleri sistematik olarak gizlerken a\u011f\u0131 defalarca yeniden e\u011fiterek en \u00f6nemli niteliklere odakland\u0131lar. Evreni saran sinir a\u011flar\u0131 ve kozmik k\u00fcmeler<\/strong> Ger\u00e7ek fizik yasalar\u0131yla \u015fekillendirilmi\u015f bir galaksi olan Samanyolu ile ne yapaca\u011f\u0131n\u0131 kesinlikle bilemezdi. Tekni\u011fi ger\u00e7ek d\u00fcnyaya uygulamadan \u00f6nce ara\u015ft\u0131rmac\u0131lar\u0131n ya sim\u00fclasyonlar\u0131 daha ger\u00e7ek\u00e7i hale getirmeleri ya da daha genel makine \u00f6\u011frenimi teknikleri benimsemeleri gerekecek. Springel, \u201colas\u0131l\u0131klardan \u00e7ok etkilendim ancak ki\u015finin kendini fazla kapt\u0131rmaktan ka\u00e7\u0131nmas\u0131 gerekiyor.\u201d Dedi. Ancak Navarro sinir a\u011f\u0131n\u0131n iki ba\u011f\u0131ms\u0131z sim\u00fclasyonun da\u011f\u0131n\u0131k galaksilerinde kal\u0131plar bulabildi\u011fini d\u00fc\u015f\u00fcn\u00fcyor. Dijital ke\u015fif ger\u00e7ek kozmosun b\u00fcy\u00fck ve k\u00fc\u00e7\u00fck aras\u0131nda benzer bir ba\u011flant\u0131y\u0131 sakl\u0131yor olabilece\u011fi ihtimalini artt\u0131r\u0131yor. \u201cBu \u00e7ok g\u00fczel bir \u015fey\u201d diyor Navarro. \u201cB\u00fct\u00fcn evren ile tek bir galaksi aras\u0131nda bir ba\u011flant\u0131.\u201d<\/p>\n
\n\u201c\u00d6\u011frencinin hata yapt\u0131\u011f\u0131n\u0131 d\u00fc\u015f\u00fcnd\u00fcm\u201d dedi Navarro. \u201cBenim i\u00e7in inanmas\u0131 birazc\u0131k zordu a\u00e7\u0131k\u00e7as\u0131.\u201dAra\u015ft\u0131rmac\u0131lar 2.000\u2019den fazla dijital evreni Makine \u00f6\u011frenimi sim\u00fclasyonu (CAMELS) ile analiz ettiler. Bu evrenlerin %10 ve %50 aras\u0131nda maddeyi i\u00e7eren ve geri kalan\u0131 evreni h\u0131zla geni\u015fleten karanl\u0131k enerjiden olu\u015fan \u00e7ok geni\u015f yap\u0131lar\u0131 var. (evrenin \u00fc\u00e7te biri karanl\u0131k ve g\u00f6r\u00fcn\u00fcr maddeden \u00fc\u00e7te ikisi karanl\u0131k enerjiden olu\u015fur). Sim\u00fclasyonlar \u00e7al\u0131\u015f\u0131rken karanl\u0131k ve g\u00f6r\u00fcn\u00fcr madde birlikte galaksilere d\u00f6n\u00fc\u015ft\u00fc. Sim\u00fclasyonlara ayn\u0131 zamanda s\u00fcpernovalar ve s\u00fcper k\u00fctleli karadeliklerden \u00e7\u0131kan jetler gibi karma\u015f\u0131k olaylar\u0131n zorlu i\u015flemleri de dahil. Ama yine de ba\u015fard\u0131. Sinir a\u011f\u0131, daha \u00f6nce incelemedi\u011fi binlerce yeni g\u00f6kada \u00fczerinde test edildi\u011finde maddenin kozmik yo\u011funlu\u011funu %10 oldu\u011funu tahmin edebildi.
\nMax Planck Astrofizik Enstit\u00fcs\u00fc\u2019nde galaksi olu\u015fumunu sim\u00fcle etme konusunda uzman olan ve ara\u015ft\u0131rmaya dahil olmayan Volker Springel \u201cBir galaksinin yo\u011funlu\u011fu %10\u2019a kadar \u00e7\u0131kabiliyor, bu benim i\u00e7in \u00e7ok \u015fa\u015f\u0131rt\u0131c\u0131yd\u0131.\u201d dedi.<\/p>\n
\nListenin en \u00fcst\u00fcnde galaksinin merkezinde ne kadar madde oldu\u011funa kar\u015f\u0131l\u0131k gelen bir galaksinin d\u00f6nme h\u0131z\u0131yla ilgili \u00f6zellik vard\u0131. Springel\u2019e g\u00f6re bu bulgu fiziksel \u00f6nsezi ile e\u015fle\u015fiyor. Evren karanl\u0131k maddeyle dolup ta\u015farken galaksinin yava\u015f\u00e7a b\u00fcy\u00fcmesini ve h\u0131zl\u0131ca d\u00f6nmesini beklersiniz bu y\u00fczden bu ili\u015fki tek ba\u015f\u0131na tahmin g\u00fcc\u00fcne sahip olmak i\u00e7in \u00e7ok zor olsa da d\u00f6nme h\u0131z\u0131n\u0131n kozmik madde yo\u011funlu\u011fuyla ili\u015fkili olaca\u011f\u0131n\u0131 tahmin edebilirsiniz. Sinir a\u011f\u0131 yakla\u015f\u0131k 17 galaktik \u00f6zellik ile madde yo\u011funlu\u011fu aras\u0131nda daha kesin ve karma\u015f\u0131k bir ili\u015fki buldu. Bu ili\u015fki galaktik birle\u015fmelere, y\u0131ld\u0131zsal patlamalara ve kara delik p\u00fcsk\u00fcrmelerine ra\u011fmen devam ediyor.<\/p>\n
\nAlgoritman\u0131n ba\u015far\u0131s\u0131 yaln\u0131zca bir galaksinin kapsaml\u0131 \u00e7al\u0131\u015fmas\u0131ndan evrenin \u00f6zelliklerinin ka\u00e7 tanesinin \u00e7\u0131kar\u0131labilece\u011fi sorusunu g\u00fcndeme getirirken kozmologlar ger\u00e7ek d\u00fcnyadaki uygulamalar\u0131n s\u0131n\u0131rl\u0131 olaca\u011f\u0131ndan \u015f\u00fcpheleniyorlar. Navarro\u2019nun grubu sinir a\u011flar\u0131n\u0131 farkl\u0131 bir \u00f6zellik- kozmik k\u00fcmelik- \u00fczerinde test etti\u011finde hi\u00e7bir model bulamad\u0131. Ve Springel karanl\u0131k enerji nedeniyle evrenin h\u0131zlanan geni\u015flemesi gibi di\u011fer kozmolojik \u00f6zelliklerin bireysel galaksiler \u00fczerinde \u00e7ok az etkiye sahip olmas\u0131n\u0131 bekliyor. Ara\u015ft\u0131rma teoride Samanyolu ve belki de yak\u0131nlardaki birka\u00e7 galaksinin kapsaml\u0131 \u00e7al\u0131\u015fmas\u0131n\u0131n evrenimizin sahip oldu\u011fu maddenin son derece hassas bir \u015fekilde \u00f6l\u00e7\u00fclmesini sa\u011flayabilece\u011fini \u00f6ne s\u00fcr\u00fcyor. Navarro b\u00f6yle bir deneyin evrenin \u00fc\u00e7 t\u00fcr n\u00f6trinosunun bilinmeyen k\u00fctlelerinin toplam\u0131 gibi di\u011fer kozmik bilinmeyenlere dair ipu\u00e7lar\u0131 verebilece\u011fini s\u00f6yledi. Ancak pratikte tekni\u011fin \u00f6nce b\u00fcy\u00fck bir zay\u0131fl\u0131\u011f\u0131n \u00fcstesinden gelmesi gerekecekti. CAMELS i\u015fbirli\u011fi evrenlerini iki farkl\u0131 tarif kullanarak pi\u015firiyor. Tariflerden biri \u00fczerinde e\u011fitilmi\u015f bir sinir a\u011f\u0131, galaksi bir di\u011ferine g\u00f6re pi\u015fti\u011finde k\u00f6t\u00fc yo\u011funluk tahminleri yapar. \u00c7apraz tahmin hatas\u0131 sinir a\u011f\u0131n\u0131n her tarifin kurallar\u0131na \u00f6zg\u00fc \u00e7\u00f6z\u00fcmler buldu\u011funu g\u00f6sterir.<\/p>\n