Крах космической матрешки: почему Вселенная не может быть фрактальной

Исследование широкомасштабной структуры Вселенной привело космологов к неожиданному открытию. Многолетние наблюдения за распределением галактик в космическом пространстве позволили ученым разобраться в давнем вопросе о фрактальной природе нашей Вселенной. Как выяснилось, ответ оказался намного сложнее простого "да" или "нет".

В масштабах космоса около двух триллионов галактик формируют сложную иерархическую систему. На начальном уровне небольшие группы, включающие до двенадцати галактик, объединяются в более крупные скопления, насчитывающие уже тысячи звездных систем. Над ними возвышаются величественные сверхскопления, протянувшиеся на миллионы световых лет через пространство Вселенной.

В середине XX века математик Бенуа Мандельброт вывел изучение фракталов на новый уровень . Хотя самоподобные структуры рассматривались математиками и раньше, именно Мандельброт ввел термин "фрактал" и заложил основы современного понимания этого явления. Фракталы - это структуры, в которых один и тот же узор повторяется бесконечно на разных уровнях: при любом приближении или отдалении паттерн остается неизменным. Просто представьте себе треугольник, состоящий из нескольких треугольников, каждый из которых состоит из таких же треугольников… И так далее.

Наш мир полон фрактальных форм: от ветвей деревьев до узоров снежинок. Мандельброт предположил, что и сама Вселенная может иметь фрактальную природу, где одни и те же паттерны повторяются на разных масштабах. На первый взгляд, иерархическое расположение космических объектов подтверждало эту гипотезу.

Однако дальнейшие исследования показали, что в масштабах около 300 миллионов световых лет последовательность прерывается. На этом уровне Вселенная становится однородной, более крупные структуры уже не формируются. При этом некоторые элементы космической паутины все же демонстрируют фрактальные свойства - например, гало темной материи, содержащие галактики и их скопления, создают вложенные системы различных размеров.

Даже космические пустоты, вопреки своему названию, не являются абсолютно пустыми. В них обнаруживаются карликовые галактики, формирующие тонкую, едва заметную версию космической матрешки. Компьютерное моделирование показывает, что внутри подпустот также существуют собственные, более мелкие космические сети.