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Neuron and universe
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Hayato Shimabukuro
神経細胞と宇宙大規模構造の類似性について
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1.
宇宙大規模構造と神経細胞 島袋隼士(云南大学、SWIFAR)
2.
宇宙大規模構造とは? 最近、1辺が約96億光年の巨大ボックスでのシミュレーションが行われた。 https://www.nao.ac.jp/news/science/2021/20210910-cfca.html ∼10の12乗個の銀河が存在する
3.
宇宙大規模構造はどうやって作られる? 宇宙で主役となる力は重力! 密度揺らぎが重力によって成長することで、小さな構造から大きな構造 (分子雲→星→銀河→銀河団)へと宇宙の構造が階層的に形成される。 宇宙マイクロは背景放射(CMB)に 刻まれた温度揺らぎ(密度揺らぎ) 分かりやすく言うと・・・ 物質が集まっている場所では、その重力 によってさらに物質が集まってくる。 揺らぎの種はインフレーション時に作られる
4.
どうやって解析する? •power spectrum:(波数)スケールごとにゆらぎの大きさを測る。 •(二点)相関関数:場所ごとの密集具合 •位相幾何学的解析(ミンコフスキー汎関数):トポロジー
5.
神経細胞と大規模構造似ている? https://www.frontiersin.org/ articles/10.3389/ fphy.2020.525731/full
6.
スペクトル解析 寒色:大規模構造 暖色:神経細胞 大規模構造と神経細胞のパワースペクトルを比較。 *ただし、両者には10の27乗のスケールの違 いがあるのでスケールを調節している。
7.
ネットワーク解析 Degree centrality: それぞれのノードに繋がっている接続の数を特徴づける量 Clustering
coefficient:ネットワークがどれくらい密に集まっているかを表す量
8.
結論 • 神経細胞と宇宙大規模構造のスペクトル解析結 果は似ている。 • ネットワーク解析結果はそこまで似ていない? しかし、双方とも特徴的な構造を示している •
神経細胞と宇宙大規模構造を定量的に解析した 結果、類似性はあるがその理由に関しては不 明。
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