麻雀无双-麻雀无双电子游戏(澳门电子) 有限公司网站 -欢迎光临化学家和天体物理学家合作，揭示星系之间的空间模式

Wendy丰满，化学系
2023年3月16日10:15 a.m.

2021年底， 塞尔瓦托,作为在休假期间 化学系, 就好像是跨过了过道，邀请了高级研究所的一位年轻天体物理学家来应用这些工具 他自己的统计力学 研究星系的分布.

天体物理学家, 奥利弗Philcox,现在 西蒙斯基金会的博士后 很好奇. 接下来是长达一年的合作.

他们不同寻常的合作关系的核心问题很简单:托尔奎托在整个职业生涯中一直合作的统计描述符能否在宇宙学等不太可能的领域找到应用, 他们能准确地描述星系分布的复杂性吗? 这两个问题的答案都是肯定的.

他们的合作本周取得了成果，发表了一篇论文 物理评论X， 无序的异质宇宙:跨越长度尺度的星系分布和集群.” 在这, 研究人员证明，他们可以从一些更常用来分类物质微观结构的描述符中发现关于星系空间分布的有用信息.

天体物理学家长期以来一直通过物理宇宙学的标准工具探索宇宙的大尺度结构问题. Torquato和Philcox所做的是证明了一个新的描述符数组可以用来跨长度尺度描述结构数据, 从原子尺度到宇宙中最大的尺度，包括宇宙.

托尔夸托用“动物学”这个词来描述他在工作中使用的一系列理论和计算技术. 他的意思是:应用统计描述符来描述复杂材料的微观结构，以确定它们在宏观尺度上的物理和化学性质.

在最大范围内应用这些技术来定位相似点, 托尔夸托和菲尔考克斯把星系看作是由一个个点组成的云，类似于物质中的粒子.

“So, 好吧, 我有两个空间区域:它可以是星系，然后是星系之外的一切. 除此之外, 你可以用研究物质结构的方法来研究星系间的空洞,托尔夸托说, 理论化学家 路易斯伯纳德自然科学教授，化学教授和 麻雀无双-麻雀无双电子游戏(澳门电子) 有限公司网站 -欢迎光临材料研究所.

"如果我说, 我想在星系之间放一个球不接触任何星系, 我需要多大的球? 你可以把这个统计问题应用到任何复杂的结构上, 无论是星系的分布还是原子的分布. 这就是它的美妙之处.

“有趣的是,他补充道, “宇宙的独特结构为确定更好的描述符来描述地球物质提供了新的挑战.”

Philcox,以前 麻雀无双-麻雀无双电子游戏(澳门电子) 有限公司网站 -欢迎光临的研究生 天体物理科学系, 接受这种“动物学”来扩大自己的工具箱. 一个关键的例子是他对连通性函数的使用, 菲尔考克斯定义为一种特殊的方式 通过观察点对的分布来表征材料. 

“和萨尔一起深入研究动物学，肯定会导致一些有趣的统计发现，这些发现用于材料科学，可以用于宇宙学, 但还没有, 其中最显著的是配对连接函数,菲尔考克斯说.  “传统的宇宙学统计学回答了这个问题: 如果我随机选两点，它们的分离概率是多少?

“对连接函数做了类似的事情，但包含拓扑信息. 本质上, 它将材料中的粒子组合成连接的结构, 然后查看该结构中两点之间的分离分布, 而不是全球性的.”

使用this和其他函数, 研究人员能够生成数字表，作为长度尺度上有序或无序的衡量标准. 当应用到星系之间的空间关系问题时, 这些工具强调了一种相关的失调 — 一种“绝对”不是随机的复杂结构性质.

“宇宙结构中有大量的详细信息, 所以我们问, 通过这些统计工具，你能以一种聪明的方式提取的信息是否减少了, 简化后的信息，基本上可以重现所有的细节?托尔夸托说.

“We’re asking exactly the same questions about large-scale structure that cosmologists have always asked using more standard descriptors: how do we describe this structure; how do we characterize it; how do we quantify it; what can we get from it in terms of the physics,他补充道. “我们只是使用了一些新的理论工具来做到这一点.”

添加Philcox: “我认为这是一个重要的信息，有一些概念上非常简单的工具，可以让我们提取关于宇宙的新信息, 特别是关于它的聚类, 它们和已经用过的是正交的. 我们很高兴看到这些在实践中如何应用.”

"无序的异质宇宙:跨越长度尺度的星系分布和聚类——奥利弗·H. E. Philcox和塞尔瓦托,作为发表在3月14日的《物理评论X》(DOI: 10.1103 / PhysRevX.13.011038). 这项研究得到了 西蒙斯学会，高等研究院，麻雀无双-麻雀无双电子游戏(澳门电子) 有限公司网站 -欢迎光临计算机研究所.

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