Фракталдық космология - Fractal cosmology - Wikipedia

Жылы физикалық космология, фракталдық космология азшылықтың жиынтығы болып табылады космологиялық теориялар онда материяның таралуы Әлем, немесе ғаламның өзі құрылымы, а фрактальды таразының кең ауқымы бойынша (сонымен қатар қараңыз: көпфракталды жүйе ). Жалпы, бұл қолдану немесе сыртқы түріне қатысты фракталдар зерттеуінде ғалам және зат. Осы саладағы басты мәселе фракталдық өлшем өте үлкен немесе өте кішкентай масштабта өлшенгенде ғаламның немесе оның ішіндегі заттардың таралуы.

Бақылау космологиясындағы фракталдар

Фрактальды өрнекпен галактикалардың таралуын модельдеуге алғашқы әрекет жасалды Лучано Пьетронеро және оның командасы 1987 ж.[1] және ғаламның толығырақ көрінісі ауқымды құрылым каталогталған галактикалар саны өскен сайын келесі онжылдықта пайда болды. Пьетронеро ғаламның кең ауқымдағы белгілі фракталдық аспектіні көрсетеді, деп санайды фракталдық өлшем шамамен 2.[2] Біртекті 3D нысанының фракталдық өлшемі 3, ал біртекті бет үшін 2, ал фракталдық бет үшін фракталдық өлшем 2 мен 3 аралығында болады.

Ғаламның біртектес және изотропты (яғни тегіс бөлінеді) өте үлкен масштабта, стандартта күтілгендей Үлкен жарылыс немесе FLRW космология, және көптеген түсіндірулерде Lambda-Cold Dark Matter моделі. The ғылыми консенсус түсіндіру дегеніміз Sloan Digital Sky Survey (SDSS) заттар шынымен 100 Мегапарсектан жоғары деңгейде болады деп болжайды.

2004 жылы SDSS деректерін зерттеудің бірінде «Қуат спектрі бір ғана қуат заңымен жақсы сипатталмаған, бірақ бірмәнді түрде қисықтық көрсетілген ... осылайша фракталдық ғаламның табытына тағы бір тырнақ қозғалады және қуатты болжайтын кез-келген басқа модельдер анықталды. -құқықтық спектр «.[3] SDSS деректеріндегі жарық қызыл галактикалардың (LRG) тағы бір талдауы галактикалардың таралуының фракталдық өлшемін есептеді (70-тен 100-ге дейінгі шкалада) ЖК / сағ ) біртектілікке сәйкес 3-те; бірақ фракталдық өлшемі 2 «шамамен 20 Мпк / сағ» құрайды.[4] 2012 жылы Скримжор және басқалар. галактикалардың ауқымды құрылымы 70 Мпк / сағ ауқымынан тыс біртекті болатындығын біржолата көрсетті.[5]

Теориялық космологиядағы фракталдар

Теория саласында космологиядағы фракталдардың алғашқы пайда болуы мүмкін Андрей Линдес «Мәңгі бар өзін-өзі қалпына келтіретін хаотикалық инфляциялық әлем»[6] теория (қараңыз Хаостық инфляция теориясы Бұл теорияда скаляр өрісінің эволюциясы ғарыш кеңістігін «көпіршікті ғаламға» айналдыратын ядролық нүктеге айналатын шыңдар жасайды, бұл әлемді ең үлкен масштабта фракталға айналдырады. Алан Гуттікі 2007 ж. «Мәңгілік инфляция және оның салдары» туралы мақала[7] бұл әртүрлілігін көрсетеді Инфляциялық ғалам теория әлі күнге дейін шындап қарастырылуда. Инфляция, қандай-да бір түрде, ең жақсы қол жетімді космологиялық модель болып саналады.

1986 жылдан бастап фракталдық қасиеттерді көрсететін әр түрлі космологиялық теориялар ұсынылды. Линде теориясы фракциялылықты бақыланатын әлемнен үлкенірек масштабта көрсеткенімен, теориялар сияқты себепті динамикалық триангуляция[8] және асимптотикалық қауіпсіздік тәсіл кванттық ауырлық күші[9] қарама-қарсы шеткі, фракцияға жақын ультра-кішкентай аймақта орналасқан Планк шкаласы. Бұл кванттық тартылыс теориялары фракталдық құрылымды сипаттайды ғарыш уақыты өзі, және өлшемділігі ғарыш дамиды уақыт. Нақтырақ айтсақ; олар шындық Планк шкаласында 2D, ал кеңістіктегі кеңістік біртіндеп 4D болады деп болжайды.

Француз математигі Ален Коннес бірнеше жыл бойы жалпы салыстырмалылықты кванттық механикамен сәйкестендіру бойынша жұмыс істейді коммутативті емес геометрия. Кванттық ауырлық күшіне деген көзқараста фрактивтілік туындайды. Александр Хеллеманстың 2006 жылғы тамыздағы санындағы мақаласы Ғылыми американдық[10] Коннестің сөзіне сілтеме жасай отырып, осы мақсатқа жетудің келесі маңызды қадамы - «бөлшек өлшемдері бар кеңістіктің гравитациялық күштің қалай жұптасатынын түсінуге тырысу». Коннестің физикпен жұмысы Карло Ровелли[11] уақыт пайда болатын қасиет немесе табиғи түрде осы тұжырымдауда туындайды, ал себепті динамикалық триангуляцияда,[8] іргелес құрылыс блоктары уақытында бірдей бағытқа ие болатын конфигурацияларды таңдау - «рецепттің» маңызды бөлігі. Екі тәсіл де кеңістіктің өзі фрактал екенін көрсетеді.

Сондай-ақ қараңыз

Ескертулер

  1. ^ Пьетронеро, Л. (1987). «Әлемнің фракталдық құрылымы: галактикалар мен кластерлердің корреляциясы». Physica A. 144 (2–3): 257–284. Бибкод:1987PhyA..144..257P. дои:10.1016/0378-4371(87)90191-9.
  2. ^ Джойс, М .; Лабини, Ф.С .; Габриэлли, А .; Монтури, М .; Pietronero, L. (2005). «Sloan Digital Sky Survey-тің соңғы нәтижелері тұрғысынан галактика кластерлеуінің негізгі қасиеттері». Астрономия және астрофизика. 443 (11): 11–16. arXiv:astro-ph / 0501583. Бибкод:2005A & A ... 443 ... 11J. дои:10.1051/0004-6361:20053658. S2CID  14466810.
  3. ^ Tegmark; т.б. (10 мамыр 2004). «Sloan Digital Sky Survey-тен галактикалардың үш өлшемді қуат спектрі». Astrophysical Journal. 606 (2): 702–740. arXiv:astro-ph / 0310725. Бибкод:2004ApJ ... 606..702T. дои:10.1086/382125.
  4. ^ Хогг, Дэвид В .; Эйзенштейн, Даниэль Дж .; Блантон, Майкл Р .; Бахкал, Нета А .; Бринкманн, Дж .; Ганн, Джеймс Э .; Шнайдер, Дональд П. (2005). «Қызыл галактикалармен көрсетілген ғарыштық біртектілік». Astrophysical Journal. 624 (1): 54–58. arXiv:astro-ph / 0411197. Бибкод:2005ApJ ... 624 ... 54H. дои:10.1086/429084. S2CID  15957886.
  5. ^ Скримжур, М .; т.б. (Қыркүйек 2012). «WiggleZ Dark Energy Survey: ауқымды ғарыштық біртектілікке көшу». Дс. Жоқ. Р. Астрон. Soc. 425 (1): 116–134. arXiv:1205.6812. Бибкод:2012MNRAS.425..116S. дои:10.1111 / j.1365-2966.2012.21402.x. S2CID  19959072.
  6. ^ Линде, А.Д. (тамыз 1986). «Мәңгі бар өзін-өзі қалпына келтіретін хаотикалық инфляциялық әлем». Physica Scripta. 15: 169–175. Бибкод:1987PhST ... 15..169L. дои:10.1088 / 0031-8949 / 1987 / T15 / 024.
  7. ^ Guth, Alan (22 маусым 2007). «Мәңгілік инфляция және оның салдары». J. физ. Ж: математика. Теория. 40 (25): 6811–6826. arXiv:hep-th / 0702178. Бибкод:2007JPhA ... 40.6811G. дои:10.1088 / 1751-8113 / 40/25 / S25. S2CID  18669045.
  8. ^ а б Амбьерн, Дж .; Юркевич Дж .; Loll, R. (2005). «Әлемді қайта құру». Физ. Аян Д.. 72 (6): 064014. arXiv:hep-th / 0505154. Бибкод:2005PhRvD..72f4014A. дои:10.1103 / PhysRevD.72.064014. S2CID  119062691.
  9. ^ Лаушер, О .; Reuter, M. (2005). «Кванттық Эйнштейннің ауырлық күшіндегі асимптотикалық қауіпсіздік»: 11260. arXiv:hep-th / 0511260. Бибкод:2005 ж. ... 11260L. Журналға сілтеме жасау қажет | журнал = (Көмектесіңдер)
  10. ^ Hellemans, Alexander - Бөлшектер физикасының геометрі - Scientific American - тамыз, 2006 ж
  11. ^ Коннес, А .; Ровелли, C. (1994). «Фон Нейман Алгебра Автоморфизмдері және Уақыт-Термодинамиканың Қатынасы». Сынып. Кванттық грав. 11 (12): 2899–2918. arXiv:gr-qc / 9406019. Бибкод:1994CQGra..11.2899C. дои:10.1088/0264-9381/11/12/007. S2CID  16640171.

Әдебиеттер тізімі

  • Рассем, М. және Ахмед Е., «Фракталдық космология туралы», Astro. Физ. Летт. Коммун. (1996), 35, 311.