На протяжении десятилетий космологи задавались вопросом, является ли крупномасштабная структура Вселенной фракталом: выглядит ли она одинаково независимо от масштаба. И ответ: нет, не совсем. Но в некотором смысле да. Слушай, это сложно.
Наша Вселенная невообразимо велика и содержит около двух триллионов галактик. Эти галактики не разбросаны хаотично, а собраны в серию все более крупных структур. Итак, существуют группы, содержащие не более дюжины галактик. Затем есть скопления галактик, которые содержат тысячи галактик и более. Над ними находятся сверхскопления, извивающиеся и вращающиеся на миллионы световых лет.
Это конец истории?
Середина 20 векаче В 19 веке Бенуа Мандельброт сделал концепцию фракталов общепринятой. Мандельброт не изобретал концепцию фракталов — математики веками изучали самоподобные закономерности — но он придумал это слово и положил начало современному исследованию этой концепции. Основная идея фрактала заключается в том, что вы можете использовать одну математическую формулу для определения структуры во всех масштабах. Другими словами, вы можете увеличивать и уменьшать фрактал, но он при этом сохранит ту же форму.
Фракталы встречаются в природе повсюду: от ветвей деревьев до краев снежинки. И сам Мандельброт задавался вопросом, является ли Вселенная фракталом. Если мы уменьшим масштаб, мы увидим одни и те же структуры снова и снова.
И в каком-то смысле это именно то, что мы видим: иерархию структур во Вселенной во все возрастающих масштабах. Но у этой иерархии есть конец. В определенном масштабе, около 300 миллионов световых лет в поперечнике, космос становится однородным, а это означает, что больше нет никаких крупных структур, и Вселенная (в этом масштабе) примерно одинакова от места к месту.
Вселенная определенно не является фракталом, но части космической паутины по-прежнему обладают интересными фрактальными свойствами. Например, сгустки темной материи, называемые «гало», в которых находятся галактики, и их скопления образуют вложенные структуры и подструктуры, причем гало содержат субгало и суб-субгало внутри себя.
И наоборот, полости нашей Вселенной не совсем пусты. На самом деле они содержат несколько слабых карликовых галактик… и эти несколько галактик организованы в тонкую, слабую версию космической паутины. Согласно компьютерному моделированию, подполости внутри этой структуры также содержат свои собственные пузырьковые космические сети.
Таким образом, хотя Вселенная в целом не является фракталом и идея Мандельброта не подтвердилась, мы все равно можем найти фракталы почти везде, куда бы мы ни посмотрели.
