Das Universum ist kein Fraktal, Studie


Sterne drängen sich in Galaxien, Galaxien montieren in Clustern und Cluster sammeln, Form Superhaufen. Astronomen, sondieren immer größere Mengen des Kosmos, überrascht immer wieder zum Thema clustering auf immer größeren Skalen zu finden gewesen. Diese russische Verschachtelung Puppe wie Verteilung der Materie führte sie zu Fragen, ob das Universum ein Fraktal ist: ein mathematisches Objekt, das genauso in jedem Maßstab, ob aussieht, Sie vergrößern oder verkleinern.

Wenn die fraktalen Muster egal wie weit draußen weiter, du siehst, hätte dies tiefgreifende Auswirkungen auf die Wissenschaftler Verständnis des Universums. Aber jetzt, eine neue Astronomie-Studie widerlegt die Vorstellung.

Das Universum ist Fraktal-wie aus großer Entfernung Skalen, aber an einem bestimmten Punkt der mathematische Form bricht. Gibt es nicht mehr Verschachtelung Matrjoschka – d. h. Klumpen Materie mit kleineren Klumpen Materie – größer als 350 Millionen Lichtjahren.

Der Befund stammt von Morag Scrimgeour im internationalen Zentrum für Radioastronomie Forschung (ICRAR) an der University of Western Australia in Perth und ihre Kollegen. Mit dem Anglo-Australian Telescope, lokalisiert die Forscher die Standorte von 200.000 Galaxien eine kubische Füllmenge 3 Milliarden Lichtjahren auf einer Seite. Die Umfrage, genannt die WiggleZ dunkle Energie-Umfrage, sondiert die Struktur des Universums in größeren Maßstäben als jede Umfrage davor.

Die Forscher fanden heraus, dass Materie im ganzen Universum auf extrem große Entfernung Skalen, mit wenig Zeichen der Fraktal-Mustern extrem gleichmäßig verteilt ist. [5 ernst irrsinnig Mathe Fakten]

Scrimgeour erklärt den Prozess, der zu diesem Ergebnis geführt. "Wir imaginäre Kugeln um Galaxien in der [WiggleZ Umfrage] platziert und zählte die Anzahl der Galaxien in den Bereichen", erklärte sie in einem video Pressemitteilung. "Wir wollten dies im Vergleich zu einer zufälligen homogene Verteilung" — eine in der Galaxien sich gleichmäßig im ganzen Raum verteilen – "also"wir eine zufällige Verteilung der Punkte generiert und die Anzahl der zufälligen Galaxien im inneren Kugeln gleicher Größe gezählt."

Die Forscher verglichen dann die Anzahl der WiggleZ Galaxien im Inneren der Kugeln mit der Anzahl der zufälligen Galaxien in ähnlichen Bereichen. Wenn die Kugeln kleine Volumen des Raums enthalten, wurden WiggleZ Galaxien viel mehr zusammen darin verklumpt, als die zufällige Galaxien waren. "Aber da wir in großen Kugeln gehen, dieses Verhältnis tendenziell 1, was, dass wir die gleiche Anzahl von Wigglez Galaxien als zufällige Galaxien zählen bedeutet," sagte Scrimgeour.

Und das bedeutet, dass Materie ist gleichmäßig verteilt im ganzen Universum auf große Entfernung Skalen und damit das Universum ist kein Fraktal.

Fraktal-wie hätte, "Es würde bedeuten unsere ganze Bild des Universums könnte falsch sein," sagte Scrimgeour. Nach der anerkannten Geschichte des Universums wurde es nicht genug Zeit seit dem Urknall für Schwerkraft, um solche großen Strukturen erzeugen vor 13,7 Milliarden Jahren.

Darüber hinaus hat die Annahme, dass Materie gleichmäßig im gesamten Kosmos verteilt ist erlaubt Kosmologen, das Universum mit Hilfe von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie, welche die Geometrie der Raumzeit bezieht sich auf die Materie darin gleichmäßig verteilt zu modellieren.

Stellt sich heraus, beide Annahmen sind sicher.

Eine Papier über die Ergebnisse wird in einer zukünftigen Ausgabe der Monthly Notices of Royal Astronomical Society Journal angezeigt.

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