Παρασκευή, 18 Μαΐου 2007

Ενδιαφέρουσα Επιστημονική Υπόθεση που Συνδέει το Σύμπαν με τα Fractals

Φράκταλ είναι ένα μαθηματικά παραγόμενο μοτίβο, που μπορεί να αναπαραχθεί σε οποιαδήποτε μεγέθυνση ή σμίκρυνση. Εικόνες φράκταλ μπορούν να παραχθούν με χρήση αναδρομικά καλούμενων συναρτήσεων στην οθόνη του υπολογιστή. Μια τέτοια εικόνα βλέπουμε παρακάτω:



Ένα φράκταλ έχει στατιστική αυτο-ομοιότητα σε όλες τις αναλύσεις και παράγεται από μια επ' άπειρον επανάληπτική αναδρομική διαδικασία. Στην πραγματικότητα, εκείνα τα φράκταλς που παράγονται από πεπερασμένες διαδικασίες, μπορεί να παρουσιάζουν μη ορατή μεταβολή στην λεπτομέρεια μετά από κάποιο στάδιο και έτσι είναι ικανοποιητικές προσεγγίσεις. Για τα γραφικά των ηλεκτρονικών υπολογιστών μπορούμε να επεκτείνουμε τον ορισμό, για να περιλάβει οτιδήποτε έχει σε έναν ικανοποιητικό βαθμό ακριβή ή στατιστική αυτο-ομοιότητα.

Πολύ ωραίες εικόνες fractal (σε καλές αναλύσεις) υπάρχουν και στο Enchgallery.

Στο Βήμα της Κυριακής 13 Μαΐου παρουσιάζεται μια ενδιαφέρουσα νέα θεωρία:


Είναι το ΣΥΜΠΑΝ φράκταλ;
Την ομοιογενή δομή των γαλαξιών αμφισβητεί ομάδα επιστημόνων, βασιζόμενη στην πληρέστερη ως τώρα χαρτογράφηση του Σύμπαντος. Αν επιβεβαιωθεί ότι το Σύμπαν είναι φράκταλ, η κοσμολογία θα σειστεί εκ θεμελίων...

AMANDA GEFTER




Πέρα, μακριά στον ουρανό, είναι γραμμένο ένα μυστικό, ένα κρυμμένο σχήμα, το οποίο δείχνει με λεπτομέρεια τον αρχικό σχεδιασμό του ίδιου του Σύμπαντος. Η κατανομή της ύλης στο Διάστημα ακολουθεί ένα πρότυπο το οποίο δημιουργήθηκε στην απαρχή του χρόνου και μεγεθύνθηκε σε απίστευτες διαστάσεις στα σχεδόν 14 εκατομμύρια χρόνια της κοσμικής διαστολής. Σήμερα το πρότυπο αυτό σχήμα αρχίζει σιγά σιγά να αποκωδικοποιείται με την ανάλυση χαρτών της κατανομής των άστρων. Τα όσα αποκαλύπτονται θα μπορούσαν να ανατρέψουν τη σύγχρονη κοσμολογία από τα θεμέλιά της. Η κοσμολογία στηρίζεται στο συμπέρασμα ότι, όταν κοιτάζουμε το Σύμπαν στις μεγαλύτερες κλίμακές του, η ύλη είναι σε γενικές γραμμές κατανεμημένη ισομερώς στο σύνολό του. Αυτό αποκαλείται από τους κοσμολόγους «ομοιογενής» δομή. Μια μικρή ομάδα ερευνητών ωστόσο, με επικεφαλής τον στατιστικό φυσικό Λουτσιάνο Πιετρονέρο του Πανεπιστημίου της Ρώμης και του ιταλικού Ινστιτούτου Σύνθετων Συστημάτων, υποστηρίζει ότι το συμπέρασμα αυτό βρίσκεται σε αντίφαση με αυτά που βλέπουμε. Αντιθέτως, ισχυρίζονται, η δομή των γαλαξιών δεν είναι καθόλου ομοιογενής: σε κάποια σημεία υπάρχει πολλή ύλη, σε άλλα όχι. Η κατανομή αυτή της ύλης ακολουθεί πάντα τα ίδια πρότυπα, σε μεγάλες και σε μικρές εκδοχές, σε όποια κλίμακα και αν κοιτάξει κανείς. Με άλλα λόγια, το Σύμπαν είναι φράκταλ.

Η συνέχεια του άρθρου βρίσκεται στο physics4u. Οι τελευταίες παράγραφοι μας αφήνουν με τη γεύση οτι και στον χώρο της επιστήμης ενεργούν δυνάμεις "συντήρησης" έτοιμες να υποβαθμίσουν όποια νέα θεωρία εμφανιστεί, θεωρώντας τις κατεστημένες απόψεις-υποθέσεις-θεωρίες ως αμετακίνητα ή στην καλύτερη περίπτωση δυσκόλως αμφισβητήσιμα, δόγματα:

"Το Σύμπαν δεν είναι φράκταλ", επιμένει ο Hogg, "και αν ήταν φράκταλ θα δημιουργούσε ακόμη περισσότερα προβλήματα από αυτά που αντιμετωπίζουμε αυτή τη στιγμή". Ένα Σύμπαν δομημένο σε πρότυπα φράκταλ θα τίναζε στον αέρα όλη τη γνωστή κοσμολογία. Οι κοσμολογικές εξισώσεις του Αϊνστάιν θα ήταν οι πρώτες που θα έπρεπε να απορριφθούν, με αμέσως επόμενες στη σειρά τη Μεγάλη Έκρηξη και τη διαστολή του Σύμπαντος.
Η ομάδα του Hogg θεωρεί ότι ώσπου βρεθεί μια θεωρία η οποία να εξηγεί γιατί η συγκέντρωση των γαλαξιών γίνεται σε πρότυπα φράκταλ δεν υπάρχει λόγος να βλέπουμε το ζήτημα σοβαρά. "Η άποψη μου είναι ότι δεν υπάρχει λόγος ούτε καν να σκεφτόμαστε μια φράκταλ δομή του Σύμπαντος ώσπου να αναπτυχθεί ένα φυσικό φράκταλ μοντέλο", τονίζει. "Αν δεν έχουμε ένα μοντέλο για να το δοκιμάσουμε, είναι σαν να κυνηγάμε ανεμόμυλους".

0 Pietronero, από την πλευρά του, παραμένει εξίσου ακλόνητος. "Είναι γεγονός", επιμένει. "Δεν είναι θεωρία". Λέει ότι τον ενδιαφέρει μόνο αυτό που βλέπει και αυτό που δείχνουν τα στοιχεία και υποστηρίζει ότι οι γαλαξίες είναι φράκταλ ανεξάρτητα από το αν αυτό μπορεί να εξηγηθεί ή όχι.

Όπως φαίνεται, υπάρχει ένα μοντέλο το οποίο θα μπορούσε να εξηγήσει ένα Σύμπαν φράκταλ. Η θεωρία ανήκει σε έναν ελάχιστα γνωστό γάλλο αστροφυσικό, τον Laurent Nottale του CNRS, και λέγεται «σχετικότητα κλίμακας» (Scale Relativity). Σύμφωνα με αυτή η κατανομή του Σύμπαντος είναι φράκταλ επειδή ο ίδιος ο χωροχρόνος είναι φράκταλ. Η θεωρία του Nottale βρίσκεται αυτή τη στιγμή στο περιθώριο, αν όμως αποδειχθεί ότι το Σύμπαν είναι πραγματικά φράκταλ, πιθανότατα θα βρεθεί στο προσκήνιο. Όλα είναι ανοιχτά και για την επίλυση τους χρειάζονται μόνο περισσότερα στοιχεία, τα οποία και αναμένονται στο εγγύς μέλλον. Προς το παρόν το σχήμα του κόσμου παραμένει ένα μυστήριο κρυμμένο στη λάμψη των αστεριών.

Βέβαια το αίτημα του κυρίου Hogg, να αναπτυχθεί ένα φυσικό μοντέλο, δεν μπορεί να επιτευχθεί αν δεν υπάρξει προσπάθεια, πράγμα που μοιάζει να είναι γι' αυτόν το πραγματικό αίτημα:

Μη μου τα δόγματα τάραττε!

1 σχόλιο:

s.frang είπε...

Με αυτή την ευκαιρία να παραθέσω μια σειρά εικόνες από fractals, τα οποία ελληνιστί ονομάζονται μορφοκλάσματα :-)