جهان فرکتالی است

مطالعه‌ی جدیدی که بر روی چگونگی پراکندگی حدود 1 میلیون کهکشان‌ انجام شده است نشان‌ می‌دهد آرایش جهان به صورت فرکتالی است.

کیهان‌شناسان تلاش می‌کنند برای پخش ماده در جهان الگویی پیدا کنند تا بتوانند گذشته‌ی آن را بهتر بررسی کنند. یافتن الگویی مشخص برای چگونگی توزیع ماده می‌تواند راهنمایی برای حل شدن برخی معماهای بزرگ کیهان‌شناسی باشد.

برخی معتقدند ماده در جهان به صورت همگن پخش شده است و برخی دیگر بر این عقیده‌اند که الگوی پخش ماده به صورت سلسله مراتبی و خوشه‌ای است، درست همانند اشکال فرکتالی (Fractals). تقریبا همه‌ی فیزیک‌دان‌ها با فرکتالی بودن جهان در مقیاس‌های کوچک موافق هستند. میلیاردها ستاره کهکشان‌ها را تشکیل می‌دهند، کهکشان‌ها به همراه هم خوشه‌های کهکشانی را می‌سازند و خوشه‌های کهکشانی با هم ابر خوشه‌های کهکشانی را می‌سازند.

 

اختلاف نظر دانشمندان در مورد مقیاس‌های بزرگ‌تر از ابر خوشه‌ها است. بیش‌تر آن‌ها عقیده دارند در مقیاس‌های بزرگ‌تر، جهان همگن است اما تحقیقات تیم کوچکی از دانشمندان دانشگاه «رم»(Rome) چیز دیگری را نشان ‌می‌دهد: در مقیاس‌های بزرگ‌تر نیز جهان فرکتالی است.

نقشه‌ی سه بعدی

بهترین اطلاعات از چگونگی پخش کهکشان‌ها در عالم از «نقشه‌بردار دیجیتال آسمان اسلوان»(SDSS) به دست آمده است. در سال 2004 تحقیق تیمی از فیزیک‌دانان دانشگاه آریزونا بر روی بیش از 55000 کهکشان و کوازار که SDSS از آن‌ها نقشه‌برداری کرده بود، نشان داد که توزیع کهکشان‌ها در مقیاس‌های بزرگ‌تر از 200 میلیارد سال نوری همگن است.

اما تیم ایتالیایی تحقیق جدید معتقد است که داده‌های آماری برای این نتیجه‌گیری کافی نبوده است. آن‌ها با بررسی داده‌های کنونی SDSS که شامل بیش از 800000 کهکشان و 100000 کوازار است به این نتیجه رسیدند که در مقیاس‌های بزرگ‌تر نیز جهان به صورت خوشه‌ای است.   

 

تحقیق این گروه نشان می‌دهد که جهان در مقیاس 100 میلیون سال نوری به طور آشکاری الگوی فرکتالی دارد اما آن‌ها درباره‌ی مقیاس‌های بیش از 300 میلیون سال نوری تردید دارند.

مدلی وجود ندارد

بسیاری از کیهان‌شناسان درباره‌ی این نظریه جدید بدبین هستند زیرا طبق نظریات برای این که در چنین مقیاس‌هایی ساختارهای خوشه‌ای به وجود بیاید به زمانی بیش از 14 میلیارد سال نیاز است. در نتیجه در چنین مقیاس‌هایی جهان باید همگن باشد.

 بر طبق نظریه‌ی نسبیت عام اینشتین امکان فرکتالی بودن جهان وجود دارد اما در واقعیت، شرایط به وجود آمدن آن بسیار پیچیده است.

تابش باستانی

برای اثبات همگن بودن جهان در مقیاس‌های بزرگ، می‌توان تابش زمینه‌ی کیهان(CMB) را بررسی کرد. این تابش که مربوط به دوران اولیه کیهان است نشان‌ می‌دهد که جهان ابتدایی همگن بوده است. اما چرا این نتایج با نتایج تحقیق جدید همخوانی ندارد؟

یکی از جواب‌‌های احتمالی این است که اندازه‌گیری‌های SDSS خطا دارد. SDSS کهکشان‌ها را به صورت دو بعدی در آسمان نقشه‌برداری و سپس داده‌های مربوط به فاصله را با توجه به سرعت آن‌‌ها محاسبه‌ می‌کند. شاید کهکشان‌های نزدیک به ما به دلیل نیروی جاذبه‌‌ای که به هم وارد می‌کنند سرعت‌هایی داشته باشند که مربوط به انبساط جهان نباشد و ما در اندازه‌گیری‌های خود دچار خطا می‌شویم.

رهبر تیم ایتالیایی معتقد است که چنین خطایی فقط مربوط به کهکشان‌های نزدیک‌تر از 16 میلیون سال نوری است و در مقیاس‌های بزرگ‌تر تاثیری ندارد.

اما فرکتالی بودن جهان در مقیاس‌های بزرگ چه مشکلی به وجود می‌آورد؟ مشکل این است که این الگو مخالف نظریات کنونی در رابطه با گذشته‌ی عالم و قوانین آن است. تحقیقات تکمیلی آینده درستی یا نادرستی نظریات فعلی را مشخص خواهد کرد.