الشبكة الكونية تشبه شبكة ثلاثية الأبعاد عملاقة: المجرات والعناقيد مرتبطة بخيوط من المادة المظلمة. هذه الخيوط تشبه جسورًا غير مرئية تتدفق عبرها المادة نحو العقد الكبيرة. حاول العلماء لفترة طويلة فهم كيفية توزيع الكثافة في هذه الخيوط، لكنهم حصلوا على نتائج متناقضة.
في الدراسة الجديدة، أخذ المؤلفون بيانات من محاكاة TNG50 التي تتبع تطور الكون، وحددوا الخيوط باستخدام خوارزمية DisPerSE. واتضح أن المراكز المحددة مباشرة للخيوط لا تتطابق مع القمم الفعلية للكثافة. عندها طبق الباحثون طريقة "الأسطوانة المنكمشة": قاموا بنقل محور الأسطوانة بشكل تكراري نحو أقصى كثافة حتى وجدوا الحافة الحقيقية للخيط. هذا سمح باستعادة قانون القوة الداخلية لملف الكثافة.
بعد ذلك، قسم المؤلفون جسيمات المادة المظلمة إلى مكون "أملس" وجسيمات مرتبطة في هالات صغيرة. واتضح أن القمة المركزية للكثافة في الخيوط تنشأ من هذه الهالات الصغيرة، بينما المكون الأملس له نواة مسطحة ضمن 0.1 من نصف القطر الفيريالي. هذا يعني أن في مراكز الخيوط تسود التكتلات وليس التوزيع المتجانس.
كما أظهرت الدراسة أنه مع مرور الوقت يصبح المكون الأملس أقل وضوحًا: في الكون المبكر كان تدفق المادة على طول الخيوط أكثر سلاسة، وبحلول الوقت الحالي تسقط المزيد من المادة على شكل كتل. هذا الانتقال من التدفق الأملس إلى التكتلي يعكس التطور العام لبنية الكون.
في النهاية، اقترح المؤلفون نموذجًا معممًا بثلاثة قوانين قوة يصف جيدًا ملف الكثافة الكوني للخيوط. هذا الاكتشاف يبرز أن الشبكة الكونية، مثل هالات المادة المظلمة، تخضع لمبدأ التشابه الذاتي — نحتاج فقط إلى إيجاد المقياس الصحيح.
لو استطعت رؤية خيوط الشبكة الكونية، لبدت وكأنها شبكة عصبية مضيئة ممتدة على مليارات السنين الضوئية، لكنها تتكون في الغالب من مادة مظلمة غير مرئية.