宇宙大規模構造と神経細胞
島袋隼士(云南大学、SWIFAR)
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
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
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
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
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。
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
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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