[Zohreh Gholami]

جهان فرکتالي است


مطالعه‌ي جديدي که بر روي چگونگي پراکندگي حدود 1 ميليون کهکشان‌ انجام شده است نشان‌ مي‌دهد آرايش جهان به صورت فرکتالي است. کيهان‌شناسان تلاش مي‌کنند براي پخش ماده در جهان الگويي پيدا کنند تا بتوانند گذشته‌ي آن را بهتر بررسي کنند. يافتن الگويي مشخص براي چگونگي توزيع ماده مي‌تواند راهنمايي براي حل شدن برخي معماهاي بزرگ کيهان‌شناسي باشد.

برخي معتقدند ماده در جهان به صورت همگن پخش شده است و برخي ديگر بر اين عقيده‌اند که الگوي پخش ماده به صورت سلسله مراتبي و خوشه‌اي است، درست همانند اشکال فرکتالي (Fractals). تقريبا همه‌ي فيزيک‌دان‌ها با فرکتالي بودن جهان در مقياس‌هاي کوچک موافق هستند. ميلياردها ستاره کهکشان‌ها را تشکيل مي‌دهند، کهکشان‌ها به همراه هم خوشه‌هاي کهکشاني را مي‌سازند و خوشه‌هاي کهکشاني با هم ابر خوشه‌هاي کهکشاني را مي‌سازند.

اختلاف نظر دانشمندان در مورد مقياس‌هاي بزرگ‌تر از ابر خوشه‌ها است. بيش‌تر آن‌ها عقيده دارند در مقياس‌هاي بزرگ‌تر، جهان همگن است اما تحقيقات تيم کوچکي از دانشمندان دانشگاه «رم»(Rome) چيز ديگري را نشان ‌مي‌دهد: در مقياس‌هاي بزرگ‌تر نيز جهان فرکتالي است.


نقشه‌ سه بعدي
بهترين اطلاعات از چگونگي پخش کهکشان‌ها در عالم از «نقشه‌بردار ديجيتال آسمان اسلوان»(SDSS) به دست آمده است. در سال 2004 تحقيق تيمي از فيزيک‌دانان دانشگاه آريزونا بر روي بيش از 55000 کهکشان و کوازار که SDSS از آن‌ها نقشه‌برداري کرده بود، نشان داد که توزيع کهکشان‌ها در مقياس‌هاي بزرگ‌تر از 200 ميليارد سال نوري همگن است.

اما تيم ايتاليايي تحقيق جديد معتقد است که داده‌هاي آماري براي اين نتيجه‌گيري کافي نبوده است. آن‌ها با بررسي داده‌هاي کنوني SDSS که شامل بيش از 800000 کهکشان و 100000 کوازار است به اين نتيجه رسيدند که در مقياس‌هاي بزرگ‌تر نيز جهان به صورت خوشه‌اي است.   

تحقيق اين گروه نشان مي‌دهد که جهان در مقياس 100 ميليون سال نوري به طور آشکاري الگوي فرکتالي دارد اما آن‌ها درباره‌ي مقياس‌هاي بيش از 300 ميليون سال نوري ترديد دارند.


مدلي وجود ندارد
بسياري از کيهان‌شناسان درباره‌ي اين نظريه جديد بدبين هستند زيرا طبق نظريات براي اين که در چنين مقياس‌هايي ساختارهاي خوشه‌اي به وجود بيايد به زماني بيش از 14 ميليارد سال نياز است. در نتيجه در چنين مقياس‌هايي جهان بايد همگن باشد. بر طبق نظريه‌ي نسبيت عام اينشتين امکان فرکتالي بودن جهان وجود دارد اما در واقعيت، شرايط به وجود آمدن آن بسيار پيچيده است.


تابش باستاني
براي اثبات همگن بودن جهان در مقياس‌هاي بزرگ، مي‌توان تابش زمينه‌ي کيهان(CMB) را بررسي کرد. اين تابش که مربوط به دوران اوليه کيهان است نشان‌ مي‌دهد که جهان ابتدايي همگن بوده است. اما چرا اين نتايج با نتايج تحقيق جديد همخواني ندارد؟
يکي از جواب‌‌هاي احتمالي اين است که اندازه‌گيري‌هاي SDSS خطا دارد. SDSS کهکشان‌ها را به صورت دو بعدي در آسمان نقشه‌برداري و سپس داده‌هاي مربوط به فاصله را با توجه به سرعت آن‌‌ها محاسبه‌ مي‌کند. شايد کهکشان‌هاي نزديک به ما به دليل نيروي جاذبه‌‌اي که به هم وارد مي‌کنند سرعت‌هايي داشته باشند که مربوط به انبساط جهان نباشد و ما در اندازه‌گيري‌هاي خود دچار خطا مي‌شويم.

رهبر تيم ايتاليايي معتقد است که چنين خطايي فقط مربوط به کهکشان‌هاي نزديک‌تر از 16 ميليون سال نوري است و در مقياس‌هاي بزرگ‌تر تاثيري ندارد. اما فرکتالي بودن جهان در مقياس‌هاي بزرگ چه مشکلي به وجود مي‌آورد؟ مشکل اين است که اين الگو مخالف نظريات کنوني در رابطه با گذشته‌ي عالم و قوانين آن است. تحقيقات تکميلي آينده درستي يا نادرستي نظريات فعلي را مشخص خواهد کرد.