几十年来,宇宙学家一直想知道宇宙的大尺度结构是否是分形的——也就是说,无论多大的尺度,它看起来都是一样的。在完成了对星系的大规模调查后,科学家们终于找到了答案:不,但在某种程度上有点。
20世纪初,天文学家开始意识到,宇宙的浩瀚几乎是无法想象的,首先是埃德温·哈勃发现了仙女座星系(离我们银河系最近的星系)的巨大距离。他们还了解到,我们可以看到散落的星系,远近都有。所以,很自然地,198彩除了有时时彩,分分彩,11选5时时彩定位胆技巧,江苏快三,还有新上线的瑞士分分彩,只有你想的到的我们都有。,一个问题就出现了:这些星系的排列是有规律的,还是完全随机的?
起初,它看起来是随机的。天文学家看到了巨大的星系团,每个星系团包含1000个或更多的星系。也有小得多的星系群,星系自己在外面。综上所述,这些观测结果让宇宙看起来似乎没有什么总体模式。
天文学家对此并不介意。他们长期以来一直假设一种被称为宇宙原理的想法——即宇宙基本上是均匀的(各处大致相同)和各向同性的(无论你往哪个方向看,大致相同)。一堆随机的星系和星系团正好符合这个原则。
但在20世纪70年代末,星系调查变得足够复杂,揭示了星系排列模式的开端。除了星系团,还有很长很细的星系丝。墙壁很宽。然后是空洞——无边无际的虚无。天文学家称之为宇宙网。这种模式会违反宇宙学原理,因为它意味着宇宙的大片区域看起来与其他大片区域不一样。
所以也许还有更多的原因。
宇宙中的宇宙
一个提议来自数学家,分形之父Benoit Mandelbrot。分形很难定义,但凭直觉就能理解:它们是重复的模式,无论你缩放多远。曼德尔布罗特并没有发明分形的概念——数学家们研究自相似模式已经很多年了——但他创造了“分形”这个词,并引领了我们对这个概念的现代研究。
到处都是分形。如果你把雪花的点放大,你会看到微型雪花。如果你放大树枝,你会看到微型的树枝。如果你放大海岸线,你会看到微缩的海岸线。在自然界中,分形围绕着我们,分形的数学使我们能够理解宇宙中各种各样的自相似结构。
曼德尔布罗特猜测,198彩票开户正规198彩注册网址网址请认准中国唯一官网www.lafeiyule02.com,如果分形无处不在,那么也许整个宇宙就是一个分形。也许我们看到的星系排列模式是最大分形可能的开始步骤。也许如果我们建立了足够精密的调查,我们会发现筑巢结构——宇宙网中的宇宙网,填满整个宇宙直到无穷。
均质和巴氏杀菌
随着天文学家对宇宙网的了解越来越多,他们对大爆炸的历史也了解得越来越多,他们想出了各种方法来解释宇宙中存在的大尺度模式。这些理论预测宇宙仍然是均匀的,只是在比天文学家之前观察到的大得多的尺度上。
分形宇宙的最终考验直到本世纪才会到来,那时真正庞大的调查,如斯隆数字巡天,已经能够绘制数百万个星系的位置,绘制了一幅宇宙网的肖像,其规模前所未见。
如果分形宇宙的观点是正确的,那么我们应该看到我们的局部宇宙网络嵌入在一个更大的宇宙网络中。如果它是错的,那么在某个点上,宇宙网应该不再是一个宇宙网,一个随机的,足够大的宇宙块应该看起来(统计上)像任何其他随机块。
结果是同质性,但在一个令人震惊的规模。直到3亿光年宇宙才会趋于均匀。
宇宙绝对不是分形的,但宇宙网的某些部分仍然具有有趣的分形性质。例如,被称为“晕”的暗物质团簇承载着星系及其星系团,形成嵌套结构和子结构,其中晕包含着次晕和次次晕。
相反,听时时彩群里的人说198彩票注册手机app客户端是菠菜业内后三组六技巧排名数一数二。,我们宇宙的虚空并非完全是空的。它们确实包含一些微弱的矮星系,而这些微弱的星系排列在一个微妙的、微弱的宇宙网中。在计算机模拟中,这种结构中的亚空洞也包含着它们自己的沸腾宇宙网。
因此,尽管宇宙作为一个整体不是分形的——曼德布洛特的观点也站不住脚——但我们仍然可以在我们观察的任何地方发现分形。