Фрактальна ли Вселенная? Разбираемся в самоподобии космоса

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

На протяжении десятилетий ученые-космологи задаются одним из самых захватывающих вопросов: похожа ли наша Вселенная на фрактал? Представьте себе: приближая или удаляя взгляд, видим ли мы одну и ту же картину, повторяющуюся на разных уровнях? Ответ на этот вопрос оказывается не столь простым, как хотелось бы — это, как говорится, «и да, и нет», и, конечно же, немного сложнее.

Галактики и их бесконечный вальс

Давайте немного поговорим о масштабах. Наша Вселенная — это просто грандиозное пространство, в котором, по оценкам, проживает около 2 триллионов галактик. И, вопреки возможному представлению о хаосе, эти галактики образуют удивительные структуры. Сначала идут группы, обычно состоящие из нескольких галактик. Затем эти группы объединяются в скопления, где уже могут находиться тысячи галактик. И, наконец, над скоплениями возвышаются сверхскопления — гигантские космические нити, тянущиеся на миллионы световых лет. Напрашивается вопрос: а это всё?

Вселенная как фрактал, вольная интерпретация
Вселенная как фрактал, вольная интерпретация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Встреча с фракталами

В середине XX века математик Бенуа Мандельброт ввел в обиход понятие фрактала. Хотя само явление самоподобных структур было известно и раньше, именно Мандельброт дал ему имя и подтолкнул к его глубокому изучению. В основе фрактала лежит идея, что одна математическая формула может описать структуру в любом масштабе. Иными словами, вы можете увеличивать или уменьшать масштаб, но форма всегда останется неизменной. Фракталы, кстати, не являются чем-то далеким и абстрактным. Мы видим их проявления повсюду в природе: от ветвей деревьев до узоров на снежинках. И вот Мандельброт задался вопросом: а не является ли Вселенная одним гигантским фракталом? Не увидим ли мы, удаляясь от неё, всё те же структуры, повторяющиеся снова и снова?

Иерархия, которая имеет конец

В каком-то смысле, наблюдаемая нами картина похожа на фрактальную: мы видим иерархию структур во все больших и больших масштабах. Но, увы, у этой иерархии есть предел. Примерно на масштабе 300 миллионов световых лет космос становится однородным — это означает, что более крупных структур не существует, и на этом масштабе Вселенная выглядит одинаково в разных направлениях.

Галактические нити - это невероятно большие скопления галактических стен, которые сами по себе являются скоплениями огромных суперкластеров. Они соединяются в межгалактическом пространстве, образуя Космическую паутину - «скелет» Вселенной.
Галактические нити — это невероятно большие скопления галактических стен, которые сами по себе являются скоплениями огромных суперкластеров. Они соединяются в межгалактическом пространстве, образуя Космическую паутину — «скелет» Вселенной.
Автор: By ESA/Hubble Источник: commons.wikimedia.org
Не Фрактал, но…

Итак, если говорить строго, наша Вселенная не является фракталом в классическом понимании. Но отдельные ее части демонстрируют интересные фракталоподобные свойства. Возьмем, к примеру, гало темной материи — своего рода космические «дома» для галактик и их скоплений. Эти гало формируют вложенные структуры: гало содержат субгало, а те, в свою очередь, могут содержать суб-субгало.

А что же с пустотами? Они не так уж и пусты, как кажется. В них можно найти карликовые галактики, которые, к тому же, выстраиваются в некую призрачную версию космической сети. А если мы посмотрим на субпустоты внутри этих пустот, то увидим, что в них тоже есть своя «бурлящая» космическая паутина.

Итоги Поиска

Таким образом, хоть идея Мандельброта о фрактальной Вселенной не подтвердилась в полной мере, фракталы, тем не менее, окружают нас повсюду. Изучение этих явлений — это ключ к пониманию глубинных закономерностей мироздания. Вселенная не является фракталом в строгом математическом смысле, но её сложная, многоуровневая структура не перестаёт удивлять и вдохновлять ученых на новые открытия.

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Как поведет себя вода на Луне: почему физика полива в реголите оставляет корни без кислорода

Для долговременного присутствия человека на Луне необходима автономная система жизнеобеспечения. Доставка продуктов питания с Земли требует слишком больших затрат, поэтому ключевым элементом...

Обзор портативного тепловизора со встроенным мультиметром FNIRSI TDM-120P

В этом обзоре рассмотрим портативный тепловизор FNIRSI TDM-120P со встроенным мультиметром. Устройство позволяет оценивать распределение температуры на различных поверхностях, выявлять участки...

Почему в СССР хлеб почти не плесневел, а сейчас портится за 2 дня

Многие люди, выросшие в Советском Союзе, вспоминают: купленный батон или буханка могли лежать дома несколько дней и не прокисать и покрываться плесенью. От хлеба шёл аромат, хрустящая корочка,...

Таяние ледника Твейтса в Антарктиде удвоит подъем уровня моря к 2100 году: пересмотр скорости таяния льдов Антарктиды

Ледник Твейтса в Западной Антарктиде занимает площадь около 192 тысяч квадратных километров. По объему сосредоточенного в нем льда он сопоставим с островом Великобритания. Если этот массив...

Беспроводная зарядка почти также как по проводу: на что способен магнитный повербанк Baseus PicoGo AM52

Магнитные внешние аккумуляторы удобны тем, что их можно просто прикрепить к смартфону и пользоваться им без лишних проводов. Baseus PicoGo AM52 — повербанк ёмкостью 10 000 мА·ч с...

Как так получилось, что медведица родила двух медвежат зимой, а третьего — только через 17 дней

Медведица уже больше двух недель лежала в зимнем убежище и кормила двух малышей. Они успели подрасти, а мать обходилась без привычной пищи. И вдруг появился третий медвежонок. Из того же...