Fraktál univerzum
Kezdettől fogva egy ésszerű személy érdeklődött a körülötte lévő világ eszköze iránt. Érthető, a tudásnak több esélye volt a túlélésre a gyorsan változó környező világban. A történelem során a világegyetem megértése, mint a létező világ folyamatosan változik.
De a középkor előtt, a műszeres kutatási módszerek hiánya miatt, a világegyetem szerkezetének fogalma meglehetősen primitív maradt. A világegyetemre vonatkozó modern gondolatok felé vezető első jelentős előrelépést Copernicus készítette. A második legnagyobb hozzájárulást Kepler és Newton tették. De valójában forradalmi változások a világegyetemre vonatkozó ötleteinkben csak a huszadik században fordulnak elő. Ekkor a felhalmozódott anyagok és megfigyelések a csillagászat, valamint a felfedezések a fizikában (Einstein relativitáselmélete és a felfedezés elemi részecskefizika) vezettek a születés egy új tudomány - kozmológia. Most a kozmológia írható le a csillagászat részeként, tanulmányozva a világegyetem egészének tulajdonságait és evolúcióját.
A megfigyelt univerzum egy része
A kozmológia a fejlõdés ezen szakaszában arzenáljában meglehetõsen sok olyan modellt tartalmaz, amely leírja a világegyetem szerkezetét. A különböző modelleknek különböző számú támogatója van, de a világegyetem szerkezetének és formájának kérdését még nem tisztázták teljes mértékben. Az univerzum szerkezetének egyik nem szabványos modellje fraktál kozmológiát kínál.
Az a fizikai kozmológia (fizikai kozmológia - az ág a csillagászat, amely feltárja a fizikai eredete a világegyetem és a természet a legnagyobb méretű), Fractal kozmológia egy sor kisebbségi kozmológiai elméletek, amelyek azt állítják, hogy az az anyag eloszlása az univerzumban engedelmeskedik fraktál algoritmust vagy még egyszerűbben, a Világegyetem valójában egy fraktál. A központi kérdés a fraktál kozmológia fraktál dimenzió a világegyetem, vagy az elosztó anyag benne, mért nagyon nagy vagy nagyon kis méretű.
Fraktálok a megfigyelési kozmológiában.
Az első kísérlet, hogy a modell forgalmazása galaxisok senki fraktál mechanizmus vagy a sablon készült Petronero Luciano és csapata 1987-ben, és részletesebb képet a nagy léptékű szerkezete az univerzum merült fel a következő évtizedben, annak a ténynek köszönhető, hogy a több katalogizált galaxisok folyamatosan nőtt. Petronero azt állítja, hogy a világegyetem egy meghatározott fraktál szerkezet egy meglehetősen széles mérlegek, egy fraktáldimenzió egyenlő mintegy 2.
A fraktáldimenziója homogén 3D objektumok értéke 3, az egyenletes felületi értéke 2, míg a fraktáldimenziója fraktál felület között a 2. és 3. ellenszolgáltatás ezt az eredményt, nem közvetlenül, hanem közvetve azt mutatja, hogy a véletlenszerűség és hierarchikus struktúrájának munka olyan mértékben , mint galaxisok és nagyobb formációk csoportjai.
Megfigyelhető univerzum le, mint egy homogén és izotróp (azaz az anyag az ő finoman elosztott) egy nagyon nagy méretű, és azt feltételezik, a szokásos ősrobbanás elmélet, vagy egy modellt, hogy az univerzum Friedman. Friedmann (aka metrikus Friedman - Lemaitre - Robertson - Walker) - egyike a kozmológiai modellek, amelyek megfelelnek a téregyenleteket általános relativitás, az első nem-stacionárius modellek az univerzum. Alexander Friedman 1922-ben kapott.
A Friedmann modell egy homogén izotrop nemstationáris univerzumot ír le olyan anyaggal, amelynek pozitív, nulla vagy negatív állandó görbülete van. Friedman két nagyon egyszerű javaslatot tett: először is, a világegyetem ugyanúgy néz ki, akárhol is, ahogy megfigyeltük (az univerzum izotrópiája), másrészt. ez a kijelentésnek akkor is igaznak kell lennie, ha észrevételt tettünk egy másik helyről (a világegyetem homogenitása). Ez a két feltételezés az úgynevezett kozmológiai elvet jelenti. A tudós e munkája az általános relativitás fő elméleti fejlődésévé vált az Einstein 1915-1917-es munkája után. Egy homogén és izotróp univerzumot is leírtak egy olyan kozmológiai modellben, mint az LCDM (olvasható "Lambda-CYD") - angol rövid. Lambda-hideg sötét anyag.
Lambda-CDM, az univerzum gyorsabb terjeszkedése. A rendszer idővonalai a Nagybányászat kezdetétől 13,7 milliárd évvel ezelőtt a jelenlegi kozmológiai időig terjednek.
Az LCDM modern, modern kozmológiai modell. ahol térben sík univerzum tele van, amellett, hogy a hagyományos barionic számít (anyag, amely barionok (neutronok, protonok) és elektronok. Ez azt jelenti, a legtöbb, amit egyikük sem ismerős számunkra anyagforma alapon), a sötét energia és a hideg sötét anyag (Engl. Hideg sötét anyag). Annak érdekében, hogy világos, hogy mi is az, magyarázza a koncepció sötét anyag és a sötét energia.
A mennyiségi kapcsolat a világegyetem látható része és a sötét energia és az anyag között.
A sötét anyag viszont az anyag olyan formája, amely nem bocsát ki elektromágneses sugárzást, és nem működik együtt vele. Az anyag ilyen tulajdonsága lehetetlenné teszi közvetlen megfigyelését. Azonban lehetséges a sötét anyag jelenlétének észlelése az általa létrehozott gravitációs hatásokkal. A "sötét anyag" fogalmát azért vezették be, hogy megmagyarázza a csillagok anatómiailag nagy keringési sebességét a galaxisok külső területén.
Erős gravitációs lencsevés, amint azt az Abell 1689 Hubble Űrteleszkópja megfigyelte, a sötét anyag jelenlétét jelzi.
A sötét anyag széles körű eloszlásának 3D-s térképét, amelyet a gyenge gravitációs lencse méréséből rekonstruált a Hubble Űrtávcső segítségével.
Fraktálok az elméleti kozmológiában.
Az elméleti kozmológia, az első említés a fraktálok a legvalószínűbb oka, hogy Andrej Linde, az ő elmélete „elveszett meglévő önreprodukáló kaotikus inflációs univerzumban.” Tény, hogy az elmélet a Linde kiterjesztése az elmélet az inflációs univerzum modell Alan Guth. Ennek középpontjában az elmélet játszik egy speciális formája számít az úgynevezett hamis vákuum a szokásos értelemben vett vákuum -. csak teljesen üres hely, de a fizikusok foglalkozó elemi részecskék, a vákuum -. nem teljes semmit, és fizikai tárgyat, amelynek az energia és a nyomás, ami lehet a különböző energia államokban. A fizikusok hívja ezen államok különböző porszívó, azok jellemzőit függő tulajdonságait az elemi részecskék, amelyek számukra is létezik. közleménye és a részecskék között vákuum, mint a kommunikáció hanghullámok az anyag által amit propagálnak: különböző anyagokban a hangsebesség nem azonos.
A hamis vákuum romlása
Az örökös infláció számítógépes modellje. A hamis vákuum (sárga) 10-33 másodpercenként megduplázódik. A régiókban, ahol szétesett (kék), a miénkhez hasonló univerzumok jöttek létre. A határokon egy "nagy bumm" van.
Fotó: A. Vilenkin
Nagyon alacsony energia-vákuumban élünk. és sokáig a fizikusok úgy vélték, hogy a vákuumunk energiája pontosan nulla. Azonban a közelmúltban megfigyelt megfigyelések azt mutatják, hogy némileg eltérő energia van (sötét energiának nevezik). Az elemi részecskék modern elméletei azt mutatják, hogy a vákuum mellett számos más, nagy energiaigényű vákuum is létezik. Gut egyszerűen feltételezte, hogy a világegyetem történetének kezdetén a tér hamis vákuumban volt. Ebben az esetben az általa okozott visszataszító gravitáció az univerzum nagyon gyorsan gyorsuló terjeszkedéséhez vezetne. Ez a fajta terjeszkedés, amelyet Guth az inflációnak nevezett. van egy jellegzetes megduplázódási idő, amelyre a világegyetem nagysága megduplázódik. Ez hasonlít az inflációhoz a gazdaságban: ha az árak állandóak, akkor az árak megduplázódnak, mondjuk, több mint 10 éve.
A kozmológiai infláció sokkal gyorsabban megy végbe, olyan sebességgel, hogy egy kis másodpercig egy apró, egy atomnál kisebb átmérőjű terület a mai univerzum észrevehető részét meghaladó méretűre felfújódik. Mivel a hamis vákuum instabil, végül szétesik, ami tüzes vérrögvet eredményez, és ez az infláció véget ér. A hamis vákuum bomlása a Big Bang szerepét játssza ebben az elméletben.
Ennek az elméletnek a továbbfejlesztése meglehetõsen várt eredményekhez vezet: bár a kozmosz inflá- ciójának részeként véget ért, az univerzum egészében folytatódik. Itt és ott vastagságában "nagy robbanások" vannak, amelyekben hamis vákuum szétbomlik, és egy olyan kozmikus tér alakul ki, mint miénk. Az infláció azonban soha nem fog véget érni, az egész világegyetemben. Az a tény, hogy a vákuum összeomlása valószínűségi folyamat, és különböző területeken történik különböző időpontokban. Kiderül, hogy a Big Bang nem volt egyedülálló esemény a múltban. Rengeteg "robbanás" történt korábban, és számtalan szám meg fog történni a jövőben. Ezt a soha véget nem érő folyamatot örök inflációnak nevezik.
Megpróbálhatod elképzelni, milyen lenne az inflációs univerzum. ha oldalról nézed. A tér hamis vákuummal tölti majd ki, és nagyon gyorsan minden irányba kiterjed. A hamis vákuum bomlása olyan, mint a forró víz. Itt és ott spontán buborékok keletkeznek az alacsony energiaigényű vákuumban. A születés után a buborékok a fénysebességgel kezdik kibővíteni. De nagyon ritkán ütköznek egymással, mivel a köztük lévő tér még gyorsabban terjed, és egyre több új buborékot képez. Egyben élünk, és csak egy kis részét látjuk. Ebből kiindulva azt mondhatjuk, hogy valójában az univerzum nagymértékben fraktál, mivel a "buborékok" önmagukban hasonlítanak.
1929, Hubble mért távolságok, hogy több tíz galaxisok és összehasonlítjuk azokat a korábban kapott spektrumok meglepő módon azt találta, hogy a távolabb a Galaxy, a több vörös eltolt irányú a spektrális vonalak. Ezt a jelenséget vöröseltolódásnak nevezték, amely az univerzum kiterjesztésének egyik fő mutatója. És az utóbbi időben, Alexander Raykov együtt Victor Orlov SPbGU talált jelei fraktál eloszlás a katalógusban gamma-csúcsokkal skála z = 3 (azaz a Friedman modell sok a látható univerzum). Ha ez igaznak bizonyul, a kozmológiát komolyan meg kell rázni. Fraktáldimenzióján általánosítja fogalmának homogenitás, ami miatt a matematikai egyszerűség vették alapul a XX század kozmológia. Ma a fraktálokat aktívan tanulmányozzák a matematikusok, az új tételeket rendszeresen bizonyítják. Fraktáldimenzióján nagyszabású szerkezete az univerzum vezethet nagyon várt következményei, és ki tudja, nem várható ott előttünk radikális képet a világegyetem és annak fejlődését?