Фрактал ли е Вселената?

Ваня Милева Последна промяна на 27 December 2024 в 14:26 19940 0

снежинки

Кредит Freepik
Образуването на сложни симетрични и фрактални модели в снежинките е пример за възникване на нови явления в една физическа система.

В продължение на десетилетия космолозите се питат дали едромащабната структура на Вселената е фрактал: дали тя изглежда еднакво независимо от мащаба. И отговорът е: не, не съвсем. Но в някои отношения - да. Всъщност е сложно.

Нашата Вселена е невъобразимо обширна и съдържа някъде около два трилиона галактики. Тези галактики не са разпръснати случайно наоколо, а са сглобени в поредица от все по-големи структури. Има групи, които съдържат най-много десетина галактики. След това има клъстери, в които се намират по хиляда и повече галактики. Над тях са суперклъстерите, които се усукват и вият на милиони светлинни години.

Това ли е краят на историята?

В средата на 20-ти век Беноа Манделброт въвежда концепцията за фракталите в масовото съзнание. Манделброт не е измислил концепцията за фракталите - математиците са изучавали самоподобни модели от векове - но той въвежда думата и поставя началото на съвременното изучаване на тази концепция. Основната идея на фрактала е, че може да се използва една математическа формула за определяне на структура във всички мащаби. С други думи, можете да увеличавате и намалявате мащаба на фрактала и той все още запазва същата форма.


Фракталите се срещат навсякъде в природата - от клоните на дърветата до ребрата на снежинките. Самият Манделброт се е питал дали Вселената е фрактал. Ако се увеличи мащаба, ще видим ли едни и същи видове структури, които се появяват отново и отново?

И в известен смисъл точно това виждаме: йерархия от структури във все по-големи мащаби във Вселената. Но тази йерархия все пак стига до своя край. В определен мащаб, приблизително 300 милиона светлинни години, космосът става хомогенен, което означава, че няма по-големи структури и Вселената (в този мащаб) е приблизително еднаква навсякъде.

Вселената определено не е фрактал, но части от космическата мрежа все пак имат интересни фракталоподобни свойства. Например струпванията на тъмна материя, наречени "хало", в които се намират галактиките и техните клъстери, образуват вложени структури и подструктури, като халото държи подхало, а подхалото - подхало вътре в него.

Галактическите нишки са невероятно големи клъстери от галактически стени, които сами по себе си са клъстери от огромни свръхклъстери. Те се свързват в междугалактическото пространство, образувайки космическата мрежа - "скелета" на Вселената. Кредит: ESA/Hubble

И обратното, празнините или войдовете в нашата Вселена не са напълно празни. В тях има няколко бледи галактики джуджета... и тези няколко галактики са подредени в тънка, слаба версия на космическата мрежа. В компютърните симулации подвойдовете в тази структура също съдържат свои собствени искрящи космически паяжини.

Така че, въпреки че Вселената като цяло не е фрактал и идеята на Манделброт не е потвърдена, все пак можем да открием фрактали почти навсякъде, където погледнем.

Източник: Is the universe a fractal?, Paul M. Sutter, Universe Today

Виж още за:
    Най-важното
    Всички новини

    Още от Математика

    Коментари

    За писането на коментар е необходима регистрация.
    Моля, регистрирайте се от TУК!
    Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

    Няма коментари към тази новина !