Ардатур ([info]ardathur) wrote in [info]ru_cosmos,
@ 2008-07-25 18:11:00
Previous Entry  Add to memories!  Tell a Friend!  Next Entry
Current location:Yerevan, Armenia
Current mood: hyper
Current music:Сплин, "Романс"

Вселенная имеет форму фрактала?
Группа итальянских и российских астрономов, проанализировав данные, полученные в рамках Слоановской программы цифрового обзора неба (Sloan Digital Sky Survey), пришла к выводу, что материя во Вселенной распределена в виде фрактала. Традиционно считается, что при увеличении масштаба распределение материи во Вселенной становится непрерывным. Опровержение этого постулата, лежащего в основе большинства космологических теорий, может привезти к пересмотру практически всех существующих моделей Вселенной. Работа ученых принята к печати в журнал Nature Physics.

Вселенная имеет форму фрактала?
Пример фрактала, называемый пирамида Серпинского.

Фракталом в математике называется множество, обладающее самоподобной структурой. Грубо говоря, оно состоит из кусочков, являющихся уменьшенной копией всего множества. Большинство астрономов признают, что локально Вселенная имеет фрактальную структуру: планетарные системы объединены в галактики, галактики в кластеры, кластеры в суперкластеры и так далее. До настоящего момента считалось, что распределение материи можно считать непрерывным, начиная с объектов размером около 200 миллионов световых лет. Используя данные о более чем 900 тысячах галактик и квазаров, исследователи показали, что непрерывность отсутствует и при масштабе в 300 миллионов световых лет.

Полученные выводы противоречат, в частности, основам теории Большого Взрыва. Согласно этой теории в первые моменты после рождения Вселенной материя была распределена равномерно и непрерывно. Более того, за время, прошедшее с момента Большого Взрыва, под действием гравитации фрактальные структуры вселенского масштаба просто не могли успеть образоваться.

В подтверждение непрерывности первоначального распределения материи приводится распределение реликтового излучения. Реликтовым излучением называется электромагнитное излучение, оставшееся со времен Большого Взрыва. Карта распределения этого излучения была составлена в 2003 году. На ней видно, что излучение распределено в относительно равномерно. Это означает, что и материя в момент Большого Взрыва была распределена относительно равномерно.

В настоящее время теории фрактальной Вселенной не существует. Как считают исследователи, опираясь на теорию относительности Эйнштейна, такую теорию создать возможно, однако от существующих ее будет отличать крайняя сложность.



(Post a new comment)


[info]dimks
2008-07-25 01:23 pm UTC (link)
Очень интересно

(Reply to this)


[info]olga_philka
2008-07-25 01:27 pm UTC (link)
У кого-то из математиков довольно давно мелькает эта мысль.

(Reply to this) (Thread)


[info]ardathur
2008-07-25 01:58 pm UTC (link)
Да, мысль о фрактальности вселенной не нова, но вот только физики редко математиков слушают к сожалению, лишь пользуются математикой как инструментом в своих расчетах. Помню как наш лектор по физике сокрушался, что физика на самом деле очень консервативная наука и редко прислушивается к матматикам. На самом деле, почему-то физики математиков недолюбливают (((

(Reply to this) (Parent)(Thread)


[info]cybister
2008-07-25 02:40 pm UTC (link)
Ричард Фейнман часто указывал на этот недостаток в своих книгах.

(Reply to this) (Parent)


[info]lamka_tatya
2008-07-25 03:29 pm UTC (link)
... впрочем, как и математики физиков!

(Reply to this) (Parent)(Thread)


[info]olga_philka
2008-07-25 03:32 pm UTC (link)
Да нет. Мне вот интересно физическую сторону читать. Правда, не все всегда понимаю :) но это уже мои личные проблемы, которые буду решать.

(Reply to this) (Parent)(Thread)


[info]lamka_tatya
2008-07-25 03:36 pm UTC (link)
Да и я математику люблю и уважаю! ;) я ж не про конкретных людей говорю, в целом тенденция такова, что физики и математики относятся друг к другу с пренебрежением... а зря

(Reply to this) (Parent)


[info]radioto4ka
2008-07-25 04:26 pm UTC (link)
Потому что все должно быть красиво и просто.
Сложный математический аппарат, на мой взгляд, означает недоработанность теории физической именно. Так что не любят скорее себя же, а не математиков.

(Reply to this) (Parent)(Thread)


[info]ardathur
2008-07-28 05:13 am UTC (link)
да нет, на мой взгляд вся проблема заключается не в сложности математического аппарата, а в сложности мира, который на протяжении всей истории физики пытаются изучить

(Reply to this) (Parent)


[info]ded_pehto
2008-07-25 03:02 pm UTC (link)
а как же мысль о том, что вселенная бесконечна, но замкнута, и мы наблюдаем всего лишь гармоники самих себя?

(Reply to this)


[info]pulman
2008-07-25 03:05 pm UTC (link)
Это очень интересно. Хотелось бы представить, как выглядит такая вселенная, более подробно, на конкретных примерах, так сказать. Где об этом можно почитать?

(Reply to this) (Thread)


[info]ardathur
2008-07-28 05:16 am UTC (link)
Насчет того как же выглядит такая вселенная не могу ничего сказать, но в сети разбросано огромное количество книг по фрактальной математике (имеется ввиду дисциплина в общем) и теории хаоса (не путайте с теорией хаоса в астрофизике, имется ввиду топология), если конечно Вам интересна математика

(Reply to this) (Parent)


[info]lamka_tatya
2008-07-25 03:31 pm UTC (link)
"Согласно этой теории в первые моменты после рождения Вселенной материя была распределена равномерно и непрерывно."
хмс... а механизм рождения какой? что-то не приходит ничего вразумительного в голову...

(Reply to this) (Thread)


[info]pulman
2008-07-25 04:53 pm UTC (link)
Это дело очень хорошо и популярно расписано у М. Каку http://pulman.livejournal.com/141173.html

(Reply to this) (Parent)


[info]artistigo
2008-07-25 06:43 pm UTC (link)
Кто как, а я пользуюсь фрактальной методикой в архитектурном проектировании уже несколько лет. Особенно эта метода успешно работает в ландшафте.

Кому интересно, взгляните в мой ЖЖ, там есть достаточно иллюстраций к теме.

(Reply to this)


[info]tc1over
2008-07-25 07:30 pm UTC (link)
верить в то, что вселенная произошла от большого взрыва, это всё равно что верить в то, что в результате взрыва типографии может появится словарь английского языка (с) не помню кто

(Reply to this) (Thread)


[info]pulman
2008-07-25 07:37 pm UTC (link)
Это просто теория, одна из многих, которая доказывает только то, что мы ничего не знаем. А фрактальная гипотеза - хорошая бомба под колайдер, между прочим :)))

(Reply to this) (Parent)(Thread)


[info]ch0rt
2008-07-26 07:49 am UTC (link)
Этоn коллайдер сам бомба подо все что только можно ><. Мое мнение что на нем физики понаоткрывают столько разного, что даже самые смелые гипотезы окажутся детским лепетом на фоне действительности

(Reply to this) (Parent)


[info]lamka_tatya
2008-07-25 08:22 pm UTC (link)
тем не менее именно эту теорию (большого взрыва) используют серьёзные ученые в своих исследованиях, ага... а то что мы тут придумываем - просто фантазия несостоявшихся учёных (ой не обижайтесь, - сама такая...)

(Reply to this) (Parent)(Thread)


[info]tc1over
2008-07-25 10:15 pm UTC (link)
С чего обижаться-то? :) А что касается учёных - такие же сапиены, как Вы, я, все остальные. Теория БВ - бред, судите сами - т.к. вопрос Хорошо, а "Что же было до большого взрыва?" считается ненаучным. Этот вопрос полностью опровергает эту теорию и эти му... мудрые люди ответили на него таким образом. Ничего глупее я не слышал. Я лучше буду верить в трёх слонов на черепахе, чем в эту ересь :)

(Reply to this) (Parent)(Thread)


[info]chitatel2008
2008-07-25 11:24 pm UTC (link)
Ну зачем уж так? Все несколько сложнее. Рекомендую для начала почитать популярную лекцию профессора Линде " Многоликая Вселенная"...
http://elementy.ru/lib/430484

(Reply to this) (Parent)


[info]chitatel2008
2008-07-25 11:39 pm UTC (link)
И не таким уж ненаучным считается вопрос, что было до Большего Взрыва. Действительно результате Большого Взрыва Вселенноая возникает из сингулярности - особой ситуации, для которой современные законы физики неприменимы. Все так. Но в последние годы развивается теория квантовой гравитации и вот в рамках этой теории получается что из-за квантовых эффектов начальная сингулярность исчезает. Большой взрыв перестает быть особой точкой, и удается не только проследить его протекание, но и заглянуть в то, что было до Большого взрыва. (A. Ashtekar, T. Pawlowski, P. Singh, Physical Review Letters, 96, 2006).Решения полученных авторами уравнений показали, что при экстремальном "сжатии" вселенной пространство "рассыпается", квантовая геометрия не позволяет уменьшить его объем до нуля, неизбежно происходит остановка и вновь начинается расширение. Эту последовательность состояний можно отследить как вперед, так и назад во "времени", а значит, в этой теории до Большого взрыва с неизбежностью присутствует "Большой хлопок" — коллапс "предыдущей" вселенной. При этом свойства этой предыдущей вселенной не теряются в процессе коллапса, а однозначно передаются в нашу Вселенную

(Reply to this) (Parent)(Thread)


[info]tc1over
2008-07-26 01:24 am UTC (link)
всё равно получается, что "что-то" когда-то должно было возникнуть из "ничего" :) все эти теории ничего не значат

(Reply to this) (Parent)(Thread)


[info]lamka_tatya
2008-07-26 06:43 am UTC (link)
Ну хорошо. "Отвергая, предлагай что-то другое!" И как по-вашему всё было?)

(Reply to this) (Parent)(Thread)


[info]tc1over
2008-07-26 08:50 am UTC (link)
предлагаю покушать мороженого :) А как всё было я никому не скажу. Человекам слишком рано это знать

(Reply to this) (Parent)


[info]chitatel2008
2008-07-26 10:36 am UTC (link)
А что значит? Вы либо должны признать, что "когда-то" не имеет смысла, либо согласиться с тем, что "когда-то" некий демиург махнул рукой и сказал да будет все.

(Reply to this) (Parent)(Thread)


[info]tc1over
2008-07-26 11:18 am UTC (link)
дело в том, что никто ничего не знает, и выяснить всё не представляется возможным. Как думаете, размышляет-ли демиург над тем, откуда он появился? :)

(Reply to this) (Parent)(Thread)


[info]chitatel2008
2008-07-26 11:30 am UTC (link)
"Никто ничего не знает" - очень сильное утверждение , несоответствующее истине. Кое-что мы все-таки знаем. Вот вы сейчас сидите у компьютера и там внутри есть всякие электроные схемы, ыключающие в себя миллионы транзисторов и других элементов. Вы удивитесь, но их работа основана на всякой "ерунде", которую придумали физики.
"выяснить все не представляется возможным" - тут вы возможно правы, ну так и хорошо! Всегда будет у человечества о чем думать!

Относительно демиурга - вопрос не ко мне, а к теологам. Они точно все расскажут и о демиурге и о трех черепахах:-)

(Reply to this) (Parent)(Thread)


[info]tc1over
2008-07-26 12:09 pm UTC (link)
ну да, насчёт "ничего" я конечно преувеличил малость, но в целом так и есть.

(Reply to this) (Parent)


[info]greencross
2008-07-26 06:05 am UTC (link)
Насколько полно вы освоили теорию большого взрыва (со всеми смежными дисциплинами), чтобы одним "росчерком пера" объявить её бредом?

(Reply to this) (Parent)(Thread)


[info]tc1over
2008-07-26 08:51 am UTC (link)
на 53,4%

(Reply to this) (Parent)(Thread)


[info]greencross
2008-07-26 08:55 am UTC (link)
А ну тогда ладно.

(Reply to this) (Parent)


[info]paulgraneck
2008-07-28 10:31 am UTC (link)
хотелось бы больше почитать

(Reply to this) (Thread)


[info]ardathur
2008-07-28 10:48 am UTC (link)
попробую что-нибудь найти, как найду, напишу в журнале, так что ждите

(Reply to this) (Parent)


[info]shuriqen
2008-07-30 06:46 am UTC (link)
Есть тут одно несоответствие:
> Фракталом в математике называется множество, обладающее самоподобной структурой.
Что является начальной структурой? Звезда? Но уже звездное скопление обладает отличной от него структурой. Атом? Но разнообразие атомных решеток само по себе уже не позволяет говорить о фрактальности. Что же тогда?
Да и говорить о фрактальности, начиная с некоторого масштаба не совсем корректно с точки зрения математики. Примите во внимание еще и тот факт, что развитие фрактала - есть его самовоспроизведение, а развитие вселенной далеко не ограничивается только этим. Самовоспроизведение как раз спорно.
И насчет того, что физики не любят фрактальность - это ерунда. Там, где она нужна - пользуются. Такова, например, теория протекания в неупорядоченных системах.

(Reply to this) (Thread)


[info]ardathur
2008-07-30 07:09 am UTC (link)
теория может и спорна тем более, что пока ее как таковой не существует, были замечены лишь несколько фрактальных структур...

извините, но по-моему я не говорил о том, что физики не любят фракталы :), говорил в комментариях, что не любят математику как науку, а ипользуют только как мощный инструмент

(Reply to this) (Parent)(Thread)


[info]shuriqen
2008-07-30 08:22 am UTC (link)
> замечены лишь несколько фрактальных структур
я бы даже так не говорил. фракталоподобных - возможно, но фрактальность надо доказать.

Насчет математики, не любят-то физики экспериментаторы, а вот теоретику без математики никуда. Это действительно инструмент. И знаете, почему некоторые физики не любят некоторых математиков? Не как класс - а как отдельных ученых. Потому что некоторые математики пытаются заниматься не разработкой математики как инструмента физики, а самой физикой. (Я не имею в виду тех математиков, которые занимаются, так называемой чистой математикой - без физических приложений). При этом математики достаточно вольно обращаются с законами физики, потому что в математике по большому счету законов нет. А в физике теория может называться теорией только после экспериментального подтверждения и более того - предсказания результатов новых экспериментов. Такой подход математикам не свойственен. А то, что создают математики может как максимум называться гипотезами. И фрактальность вселенной, это, простите, все же не теория, а всего лишь гипотеза, которая не может быть для ученого объектом веры, а должна ждать подтверждения.

(Reply to this) (Parent)(Thread)


[info]ardathur
2008-07-30 08:44 am UTC (link)
Ну вот, у нас по-моему назревает тут нехилый спор)). Не поймите меня превратно, с тем, что пост мой не догма, а всего лишь гипотеза - я абсолютно согласен

Я лично математикой как наукой не занимаюсь и отношусь к физикам с превеликим уважением, но вот не согласен я с тем, что в математике нет законов как таковых. Того и гляди зачислим математику в разряд гуманитарных наук)).

>А то, что создают математики может как максимум называться гипотезами.

Ерунда, простите, я не придираюсь к словам, но в математике понятие гипотезы строгое и относится к математической статистике, и также подтверждается опытно-экспериментальным путем.

(Reply to this) (Parent)(Thread)


[info]shuriqen
2008-07-30 10:23 am UTC (link)
Я бы сказал не спор - а дискуссия.

> в математике нет законов как таковых.

Может быть я написал немного резко :). Я имею в виду следующее. Любая математическая теория имеет свои аксиомы. Доказать эти аксиомы в рамках теории невозможно. Если мы говорим о создании новой теории - мы можем постулировать некоторый набор аксиом. Если мы получим при этом внутренне непротиворечивую теорию - мы хорошие математики. При этом выбор аксиом - полностью наше дело. Конечно при этом, если мы работаем в рамках уже существующей теории - мы обязаны включать в нашу аксиоматику аксиоматику этой теории. Остальные аксиомы - какие угодно, лишь бы приводили к нужному результату. Достаточно вспомнить мат. логику и две ее равноценные аксиоматики. Так вот. Когда математики не включают в свои псевдофизические теории аксиоматику физики или игнорируют часть ее - физикам это не нравится, как не понравилось бы и математикам. Есть и среди физиков такие. Тут скорее так. Не нравятся физикам ученые, игнорирующие основы физики. Почему в физике нельзя так просто обращаться с законами, как в математике? Почему физиков считают бОльшими консерваторами? Все просто. В физике помимо теории есть эксперимент. Если теория удовлетворяет связке непротиворечивость+объяснение эксперимента+предсказание эксперимента - эта теория физическая. Остальные - умозрительные и не имеют ценности. В математике же нет предсказательной части.
Вот в этом смысле с законами математики обращаются более вольно. Надеюсь, что смог объяснить.

> в математике понятие гипотезы строгое и относится к математической статистике

Я имею в виду то, что подразумевают под физической гипотезой (я все-таки физик) - предположение.

(Reply to this) (Parent)(Thread)


[info]ardathur
2008-07-30 11:25 am UTC (link)
Ваша точка зрения предельно ясна, но у меня появляется тогда вопрос, на мой взгляд риторический, потому что вразумительно мне ни один мой преподаватель ответа не дал :(.
В линейной алгебре одним из фундаментальных понятий является понятие линейного пространства, обще говоря, счетной размерности (легко привести пример ЛП "бесконечной" размерности).
Так вот, всем нам легко представить двумерное и трехмерное пространства, но никак не больше.

Не противоречат ли законам физики ЛП с "бесконечной" размерностью? Если да, то какое тогда мы имеем право пользоваться целой дисциплиной основанной на этом понятии?

(Reply to this) (Parent)(Thread)


[info]ardathur
2008-07-30 11:30 am UTC (link)
ЗЫ. в общем то, ИМХО, двухмерное пространство тоже как-то идет в разрез с природой:)

(Reply to this) (Parent)


[info]shuriqen
2008-07-31 03:28 am UTC (link)
Все зависит от задачи.
Функциональные ЛП с бесконечной размерностью очень часто используются в физике и нисколько ей не противоречат. Простым примером могут являтся функциональные пространства. Разложение по базису в математическом смысле соответствует разложению на "элементарные" состояния в физическом.

Если же речь идет о пространстве, как о мире, в котором мы живем - такое пространство само по себе является объектом исследования физики. Поэтому противоречить ей не может.

(Reply to this) (Parent)(Thread)


[info]ardathur
2008-07-31 05:41 am UTC (link)
> Разложение по базису в математическом смысле соответствует разложению на "элементарные" состояния в физическом.

То есть, например, мы можем взять ЛП "вода" и разложить по базису ее состояний <газообразное, жидкое, кристаллическое>; или еще к примеру, получается, что разложение видимого света по спектру анологично разложению по базису... здорово))

Получается, что вода и свет есть суть подпространство одного пространства? Только вот размерности у них разные, хотя и это не противоречит законам математики при определенных корректных условиях :))

За сим я думаю основной аспект нашей дискуссии разрешен, а читателям не будет очень скучно читать наши рассуждения. :)

(Reply to this) (Parent)(Thread)


[info]shuriqen
2008-08-04 05:27 am UTC (link)
Насчет света Вы абсолютно правы, а вот насчет воды - ее нельзя характеризовать НАБОРОМ агрегатных состояний, поскольку в каждый момент времени она может находиться только в одном их них (исключение - сильно неравновесные состояния, где понятие агрегатного состояния вообще отсутствует). Однако воду, как и многие другие вещества можно в большинстве случаев охарактеризовать другим набором - давление, плотность, температура. Это и будут "координаты состояния".

(Reply to this) (Parent)


Create an Account
Forgot your login or password?
Login w/ OpenID
English • Español • Deutsch • Русский…