Los investigadores de la Universidad de Cornell han desarrollado un algoritmo diseñado para visualizar modelos del universo para resolver algunos de los mayores misterios de la física.
El algoritmo fue desarrollado aplicando principios científicos utilizados para crear modelos para comprender la biología celular y la física a los desafíos de la cosmología y los grandes datos.
"La ciencia funciona porque las cosas se comportan de manera mucho más simple de lo que tienen derecho", dijo el profesor de física James Sethna. "Las cosas muy complicadas terminan haciendo un comportamiento colectivo bastante simple".
Sethna es el autor principal de "Visualización de modelos probabilísticos con análisis intensivo de componentes principales", publicado en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
El algoritmo, diseñado por la primera autora Katherine Quinn, permite a los investigadores obtener imágenes de un gran conjunto de probabilidades para buscar patrones u otra información que pueda ser útil, y les proporciona una mejor intuición para comprender modelos y datos complejos.
"Una persona no puede simplemente sentarse y hacerlo", dijo Quinn. "Necesitamos mejores algoritmos que puedan extraer lo que nos interesa, sin que se nos diga qué buscar. No podemos simplemente decir, 'Busque universos interesantes. 'Este algoritmo es una forma de desenredar la información de una manera que puede revelar la estructura interesante de los datos ".
Para complicar aún más la tarea de los investigadores fue el hecho de que los datos consisten en rangos de probabilidades, en lugar de imágenes o números en bruto.
Su solución aprovecha las diferentes propiedades de las distribuciones de probabilidad para visualizar una colección de cosas que podrían suceder. Además de la cosmología, su modelo tiene aplicaciones para el aprendizaje automático y la física estadística, que también funcionan en términos de predicciones.
Para probar el algoritmo, los investigadores utilizaron datos del satélite Planck de la Agencia Espacial Europea y lo estudiaron con el coautor Michael Niemack, profesor asociado de física. Aplicaron los datos del modelo en el fondo cósmico de microondas: la radiación sobrante delos primeros días del universo
El modelo produjo un mapa que representa las posibles características de diferentes universos, de los cuales nuestro propio universo es un punto.
Este nuevo método de visualización de las cualidades de nuestro universo destaca la estructura jerárquica del modelo dominado por la energía oscura y la materia oscura que se ajusta muy bien a los datos de fondo de microondas cósmicos. Estas visualizaciones presentan un enfoque prometedor para optimizar las mediciones cosmológicas en el futuro, Niemackdijo.
A continuación, los investigadores intentarán expandir este enfoque para permitir más parámetros para cada punto de datos. El mapeo de dichos datos podría revelar nueva información sobre nuestro universo, otros universos posibles o energía oscura, que parece ser la forma dominante de energía ennuestro universo pero sobre el cual los físicos aún saben poco.
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Materiales proporcionados por Universidad de Cornell . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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