科学家们在不到十年前首次发现了所谓的“宇宙网”。从那以后,各种各样的问题一直萦绕在人们的心头,杏耀代理其中最重要的一个问题可能是:宇宙网络是什么样子的?复杂网络研究中心的金·阿尔布雷希特(Kim Albrecht)提出了一种新的可视化方法,有助于解开这个谜题。
但首先,让我们回顾一下:宇宙网到底是什么?简而言之,它是由宇宙中所有星系组成的巨大网络,以及将它们连接在一起的网状结构。这些星系间的联系由看不见的氢气丝组成,它们构成了宇宙中大部分的普通物质,同时也追踪了暗物质的分布。
至少可以说,要直接观察这些宇宙脉络是很有挑战性的。天体物理学家已经成功地描绘出了足够多的宇宙网络碎片,这些碎片预测了它的结构模型,这些模型似乎足够可靠。去年,illustration项目的研究人员使用这些模型来构建一个二维的宇宙网络模拟,可视化关键数据,
杏耀代理 ,如气体密度、温度和速度。
以插图为基础,视觉研究员和信息设计师Kim Albrecht现在已经创建了一个雄心勃勃的新的三维可视化的宇宙网络。Albrecht的项目名为“网络宇宙”,它建立在插图模拟的基础上,将其提升到一个新的水平,不仅是交互式的,而且是身临其境的。
当我在“网络宇宙”中放大、平移和旋转时,我立即被它呈现的三个“宇宙网络模型”之间的视觉差异所震撼。这些有趣的变化从何而来?答案在于可视化所依据的科学。
Albrecht的可视化诞生于一个合作研究项目,旨在评估各种可能决定宇宙网络结构的算法。网络的三个可视化表现代表了被测试的三个主要模型。该网站对每个模型都提供了一个简短的、一句话的总结,研究论文将它们进一步分解成数学公式。我承认,当我阅读公式时,我变得呆滞了,虽然网站上的描述更友好一些,但我仍然在最初挣扎着去理解我眼睛所看到的东西的确切来源。经过一些批判性的思考和与阿尔布雷希特的邮件交流,答案开始在我的脑海中固化。
固定长度模型相当简单:给定距离内的所有节点(即星系)都相互连接。在这个半径内没有任何邻居的节点是独立的,而有许多邻居的节点具有同样多的连接。因此,可视化在某些节点密集的地方显示得非常密集,而在其他地方则非常稀疏。
在变长模型中,事情变得有点复杂。在这里,节点越大,杏耀连接其连接可以达到的长度就越长。较小的节点也可以形成连接,但只能与那些相对接近它们的节点形成连接。结果是一个丰富的视觉密度特征是广泛的,重叠的线和强烈的白色集中在最大的节点。
最后,根据最近邻居模型,每个节点被限制为n个链接,并且这些链接只与最接近它的节点共享。假设n = 3。对于某些节点,三个最近的邻居都很近,而对于另一些节点,它们可能会远得多。然而,即使是那些有很多邻居的人,连接的数量也不能超过三个。因此,视觉化从来没有变得像它的任何一个对手那样高度密集,而且白色在黑色上的分布是相对均匀的。
虽然所有的视觉效果都很美,探索起来也很有趣,但对我来说,最近的邻居还是有一些特别之处的。连接线显得格外干净,整体构图有一种令人愉悦的自然感;一种被一种压倒一切的秩序所调和的随机感。人们甚至可以把它与自然界的某些结构进行比较,比如大脑中的神经网络,或者蛋白丝的网状结构。
有趣的是,正如研究论文中所概述的那样,就其与实际观测到的宇宙网络特征的兼容性而言,最近的邻居模型是最强的。尽管围绕这些结果显然还有更多的科学有待探索,但我内心的视觉艺术家对这一结果感到满意,因为它简单而富有诗意。在人类看来最美丽、最接近于构成人类本身的材料的东西,恰恰是真理。