宇宙星系的排序是有规律性的，或是彻底任意的？
发布时间：2021-06-02 22:24:00发布人：日新微博
新智元讯 中国北京时间6月2日信息，据海外新闻媒体，科学家已经贴近一个历史悠久难题的回答。几十年来，宇宙学家一直想要知道宇宙空间的超大尺度构造是不是分形的，即不管在多少的限度上，宇宙空间看上去都具备类似的样子。在完成了对诸多星球的规模性调研后，专家总算找到回答：宇宙空间并并不是分形的，但在某种意义上，却又好像分形的。
20世纪初，埃德温·哈勃首先发觉了我们与仙女星系（离太阳系近期的星球）中间的极大间距，科学家们也逐渐意识到，宇宙空间的浩瀚无垠基本上是无法想象的。另一方面，科学家也观察到撒落的星球，近远都是有。因此，一个难题很当然地提了出去：这种星球的排序是有规律性的，或是彻底任意的？
最初，这一切看上去是很任意的。科学家看到了极大的星系团，每一个星系团包括上百个乃至大量的星球；也是有一些小得多的星球群，有的星球则独自一人在宇宙空间中流荡。从这种观察結果看来，宇宙空间好像并没什么客观性的方式。
科学家对于此事并不在意。一直以来，她们一直假定存有一种名叫“宇宙论标准”（cosmological principle）的定义，即宇宙空间大部分是匀质（各个地方基本相同）和各向异性的（不管你往哪一个方位看都基本相同）。一系列任意的星球和星系团恰好合乎这一标准。
但在二十世纪七十年代末，星球调研更为深层次，逐渐揭露星球排序中展现的方式。除开星系团，也有较长、细细的的超大尺度纤维组织；在宇宙空间超大尺度结构中，也有说白了的“万里长城”，又称之为“巨墙”，星球和星系团的遍布并不匀称，只是连结为条形构造，有的乃至长达五亿亿光年，宽三亿亿光年，而且有1500万光年那麼厚；随后是“裂缝”，即纤维构造中间的室内空间，只包括非常少或彻底不包含一切星球。科学家将全部这一切称之为“宇宙网”。这类方式违背了宇宙论标准，由于这代表着宇宙空间的大面积地区看上去与别的大面积地区并不一致。
因而，关于宇宙超大尺度结构的方式，或许也有大量的小故事。
宇宙空间中的宇宙空间
一个有意思的见解来源于一位数学家、分形之父本华·曼德博（Benoit Mandelbrot）。分形难以界定，但大家凭感觉就能了解：他们是反复的几何图形，不管放缩几倍，其每一个一部分都（最少类似地）是总体放缩后的样子。本华·曼德博并沒有创造发明“分形”这一定义——一位数学家们对自类似方式的科学研究早已有好多年了——但他造就了“分形”（fractal）这个词，并推动了对这一定义的当代科学研究。
分形经常可以看到。把小雪花的一个角变大，你能见到小型小雪花；变大树技，你能见到小型的树技；变大海域，你能见到缩微的海域。在大自然中，分形在大家的周边基本上无所不在，而分形的数学课使大家可以了解宇宙空间中各式各样的自类似构造。
本华·曼德博猜想，假如分形无所不在，那麼或许全部宇宙空间便是一个分形。或许大家见到的星球排序方式是较大分形很有可能的开始。或许，如果我们对宇宙结构的调研充足高精密，便会发觉在其中所掩藏的构造——宇宙网中的宇宙网，铺满全部宇宙空间直至浩瀚无垠界线。
匀质性的宇宙空间限度
伴随着科学家对宇宙网的掌握愈来愈多，她们对爆发的历史时间的掌握也更为深层次，并想到了各种各样方式来表述宇宙空间中存有的超大尺度方式。这种基础理论预测分析称，宇宙空间依然是匀质的，只不过在比科学家以前观查到的大很多的限度上。
分形宇宙空间的最后磨练直至21世纪才会来临，到时候真真正正经营规模巨大的调研，如斯隆数据巡天（SDSS），将可以制作数百万个星球的部位，制作出一幅宇宙网的图象，其经营规模从来没有。
假如分形宇宙空间的见解是恰当的，那麼能够 相见，大家所在的部分宇宙空间互联网将嵌在一个更高的宇宙空间互联网中。假如这一见解是错的，那麼在某一零界点上，宇宙网将不会再是一个宇宙网，只是一个任意的，充足大的“宇宙空间块”，看上去（在统计分析上）应当如同一切别的任意的块。結果便是匀质性，只不过在一个令人吃惊的限度上。你需要越过大概三亿亿光年，才会发觉宇宙空间趋向匀质。
宇宙空间肯定并不是分形的，但宇宙网的一些一部分依然具备有意思的分形特性。比如，被称作“晕”的暗能量团安装着星球及星系团，产生嵌入构造和子结构；暗能量晕也包括着次级线圈和次次级线圈的支系构造。
宇宙空间中的裂缝并不是彻底是空无一物的。他们的确包括极少数暗淡的矮星球，而他们就排序在一个细致、较稀的宇宙网中。在电子计算机仿真模拟中，这类构造中的亚裂缝內部也包括着其本身的宇宙网。
因而，虽然宇宙空间做为一个总体并不是分形的，本华·曼德博的见解也毫无根据，但大家依然能够 在宇宙空间中的任何地方观查到分形。（任天）
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