Google

Translate blog

Visar inlägg med etikett fraktaler. Visa alla inlägg
Visar inlägg med etikett fraktaler. Visa alla inlägg

lördag 15 maj 2021

Mönstersökning av hur universums galaxer med mera är platsbundna

 


Astronomer upptäckte för länge sedan att universum bestod av gigantiska galaxkluster vart och ett innehållande tusen eller fler galaxer. Men det finns också mycket mindre grupper av galaxer och även ensamma galaxer i tomrummen mellan klustren. Observationerna såg ut som om det inte fanns något övergripande mönster för kosmos.

Den kosmologiska principen rådde inom fysiken. Det vill säga att universum är mestadels homogent (ungefär likartat från plats till plats) och isotropiskt (ungefär likartat oavsett vilken riktning du tittar mot). I denna syn passar ett gäng slumpmässiga galaxer och kluster in.

Men i slutet av 1970-talet blev galaxundersökningar sofistikerade nog att avslöja början på ett mönster i arrangemanget av galaxer. Förutom klustren fanns det också långa, tunna filament av galaxer. Det fanns breda väggar. Utöver det fanns tomrummen – stora vidder av ingenting. Ett förslag till lösningen av dessa upptäckter kom från matematikern Benoit Mandelbrot. Teorin om, fractals fars. Fraktaler finns överallt. Om du zoomar in mot centrum av en snöflinga ser du miniatyrer av snöflingor. Om du zoomar in på grenarna i ett träd ser du miniatyrgrenar. Om du zoomar in på en kustlinje ser du miniatyrkustlinjer. Fraktaler omger oss i naturen, och fractals inom matematiken har gjort det möjligt för oss att förstå en mängd olika strukturer i universum.

 

Om fraktaler finns överallt vilket många då trodde, föreslog Mandelbrot att då kanske hela universum är en fraktal. Kanske var det vi såg som mönstret i arrangemanget av galaxer det första av än större fraktaler. Kanske, om vi gjorde sofistikerade undersökningar att vi skulle hitta strukturer - kosmiska vävar inuti kosmiska vävar som fyllde hela universum till oändlighet (det skulle inte finnas något som kunde ses som största eller minsta möjliga objekt och allt kunde ses som större och större eller mindre och mindre fraktaler (mönster av samma slag (min anm).

Efterhand upptäckte astronomer mer i den kosmiska webben lärde sig mer om BigBangs historia och kom på nya sätt att förklara förekomsten av de storskaliga mönstren i universum. De nya  teorierna visade att universum fortfarande var homogent (likartat som man antaget före 1970-talet), bara i mycket, mycket större skala än astronomer hade observerat tidigare.

 

Det ultimata testet av om ett fraktaluniversum var sant skulle komma under detta århundrade, när verkligt gigantiska undersökningar med hjälp av ex Sloan Digital Sky Survey, har kunnat kartlägga platserna för miljontals galaxer och utarbeta ett porträtt av den kosmiska webben på skalor som aldrig observerats tidigare.

 

Om fractal universum idé är sant då borde vi se vår lokala kosmiska webb inbäddad i en mycket större kosmisk webb. Om det är fel bör den kosmiska webben någon gång sluta vara en kosmisk webb och en slumpmässig tillräckligt stor del av universum se ut  som alla andra slumpmässiga bitar.

 Resultatet blev homogenitet. Men man måste gå upp till cirka 300 miljoner ljusår innan universum ses som homogent. Universum är definitivt inte en fraktal konstruktion anses det nu. Men delar av den kosmiska webben har fortfarande intressanta fraktalliknande egenskaper. Klumpar av mörk materia som kallas "halos" som är värdar för galaxer och deras kluster bildar till exempel kapslade strukturer och understrukturer, med halos som har underhalos och sub-under-halos inuti dessa. (låter krystat som teori (min anm. jag tvekar till detta senaste resonemang med mörk materia)

Tomrummen (områden mellan stora galaxhopar eller större galaxer) i vårt universum är dock inte som man tidigare antaget helt tomma. De innehåller svaga dvärggalaxer (små galaxer med kanske några hundratal eller tusental stjärnor).

Bild pxhere.com en blick ut i det okända.