طالعهی جدیدی که بر روی چگونگی پراکندگی حدود 1 میلیون کهکشان انجام شده است نشان میدهد آرایش جهان به صورت فرکتالی است.

کیهانشناسانتلاش میکنند برای پخش ماده در جهان الگویی پیدا کنند تا بتوانند گذشتهیآن را بهتر بررسی کنند. یافتن الگویی مشخص برای چگونگی توزیع مادهمیتواند راهنمایی برای حل شدن برخی معماهای بزرگ کیهانشناسی باشد.

برخیمعتقدند ماده در جهان به صورت همگن پخش شده است و برخی دیگر بر اینعقیدهاند که الگوی پخش ماده به صورت سلسله مراتبی و خوشهای است، درستهمانند اشکال فرکتالی (Fractals). تقریبا همهی فیزیکدانها با فرکتالیبودن جهان در مقیاسهای کوچک موافق هستند. میلیاردها ستاره کهکشانها راتشکیل میدهند، کهکشانها به همراه هم خوشههای کهکشانی را میسازند وخوشههای کهکشانی با هم ابر خوشههای کهکشانی را میسازند.


تصویر1: فرکتال به اشکالی گفته میشود که در اثر تکرار الگویی خاص به وجود آید.
اختلافنظر دانشمندان در مورد مقیاسهای بزرگتر از ابر خوشهها است. بیشترآنها عقیده دارند در مقیاسهای بزرگتر، جهان همگن است اما تحقیقات تیمکوچکی از دانشمندان دانشگاه «رم»(Rome) چیز دیگری را نشان میدهد: درمقیاسهای بزرگتر نیز جهان فرکتالی است.

نقشهی سه بعدی

بهتریناطلاعات از چگونگی پخش کهکشانها در عالم از «نقشهبردار دیجیتال آسماناسلوان»(SDSS)به دست آمده است. در سال 2004 تحقیق تیمی از فیزیکداناندانشگاه آریزونا بر روی بیش از 55000 کهکشان و کوازار که SDSS از آنهانقشهبرداری کرده بود، نشان داد که توزیع کهکشانها در مقیاسهای بزرگتراز 200 میلیارد سال نوری همگن است.

اما تیم ایتالیایی تحقیق جدیدمعتقد است که دادههای آماری برای این نتیجهگیری کافی نبوده است. آنهابا بررسی دادههای کنونی SDSSکه شامل بیش از 800000 کهکشان و 100000کوازار است به این نتیجه رسیدند که در مقیاسهای بزرگتر نیز جهان به صورتخوشهای است.



تصویر 2: نمونهای زیبا از یک فرکتال خوشهای. تکرار الگوی دایرهای این شکل را به وجود آورده است.
تحقیقاین گروه نشان میدهد که جهان در مقیاس 100 میلیون سال نوری به طور آشکاریالگوی فرکتالی دارد اما آنها دربارهی مقیاسهای بیش از 300 میلیون سالنوری تردید دارند.

مدلی وجود ندارد

بسیاری از کیهانشناساندربارهی این نظریه جدید بدبین هستند زیرا طبق نظریات برای این که در چنینمقیاسهایی ساختارهای خوشهای به وجود بیاید به زمانی بیش از 14 میلیاردسال نیاز است. در نتیجه در چنین مقیاسهایی جهان باید همگن باشد.

بر طبق نظریهی نسبیت عام اینشتین امکان فرکتالی بودن جهان وجود دارد اما در واقعیت، شرایط به وجود آمدن آن بسیار پیچیده است.

تابش باستانی

برایاثبات همگن بودن جهان در مقیاسهای بزرگ، میتوان تابش زمینهی کیهان(CMB)را بررسی کرد. این تابش که مربوط به دوران اولیه کیهان است نشان میدهدکه جهان ابتدایی همگن بوده است. اما چرا این نتایج با نتایج تحقیق جدیدهمخوانی ندارد؟

یکی از جوابهای احتمالی این است کهاندازهگیریهای SDSS خطا دارد. SDSS کهکشانها را به صورت دو بعدی درآسمان نقشهبرداری و سپس دادههای مربوط به فاصله را با توجه به سرعتآنها محاسبه میکند. شاید کهکشانهای نزدیک به ما به دلیل نیرویجاذبهای که به هم وارد میکنند سرعتهایی داشته باشند که مربوط بهانبساط جهان نباشد و ما در اندازهگیریهای خود دچار خطا میشویم.

رهبرتیم ایتالیایی معتقد است که چنین خطایی فقط مربوط به کهکشانهای نزدیکتراز 16 میلیون سال نوری است و در مقیاسهای بزرگتر تاثیری ندارد.

امافرکتالی بودن جهان در مقیاسهای بزرگ چه مشکلی به وجود میآورد؟ مشکل ایناست که این الگو مخالف نظریات کنونی در رابطه با گذشتهی عالم و قوانین آناست. تحقیقات تکمیلی آینده درستی یا نادرستی نظریات فعلی را مشخص خواهدکرد.