Фрактальная космология — идеи и теории физической космологии , предполагающие бесконечность пространства Вселенной и распределение в нём астрономических объектов по принципу самоподобных структур ( фракталов ). Фрактальная космология отрицает пространственную однородность Вселенной на больших масштабах и предполагает наличие у неё фрактальной размерности (меньшей, чем 3 ) — числа, определяющего распределение массы . Именно масса, содержащаяся в шаре с центром в усреднённом астрономическом объекте должна подчиняться степенному закону по отношению к радиусу. В XXI веке идеи фрактальной космологии не пользуются существенной поддержкой академической науки , хотя применение теории фракталов к космологии остаётся предметом теоретических исследований.

Предпосылки

Развитие фрактальной космологии являлось экстраполяцией предполагаемой некоторыми астрономами XIX века иерархии Вселенной ( планеты → планетные / звёздные системы → «звёздные острова» → …), впоследствии ставшей научно признанным фактом. Впрочем, ещё в 1761 году, когда о существовании других галактик не было ничего известно, немецкий учёный Иоганн Ламберт опубликовал «Космологические письма о строении Вселенной», где предположил, что Вселенная устроена иерархично и в больших масштабах: каждая звезда с планетами образует систему первого уровня, далее эти звёзды объединяются в систему второго уровня и т. д. Физические рассмотрения также выяснили, что предположению о (в среднем) равномерном распределении звёзд во Вселенной противоречат два парадокса: фотометрический парадокс (Ольберса) и гравитационный парадокс .

В 1908 году Карл Шарлье на основе идеи Ламберта опубликовал теорию строения Вселенной, согласно которой Вселенная представляет собой бесконечную совокупность входящих друг в друга систем всё возрастающего порядка сложности. В этой теории, отдельные звёзды образуют галактику первого порядка, совокупность галактик первого порядка образует галактику второго порядка и т. д. до бесконечности. На основании такого представления о строении Вселенной, Шарлье пришёл к выводу, что в бесконечной Вселенной фотометрический и гравитационный парадоксы устраняются, если расстояния между равноправными системами достаточно велики по сравнению с их размерами. Пусть ${\displaystyle R_{k}}$ — средний радиус системы ${\displaystyle k}$ -го уровня, а ${\displaystyle N_{k}}$ — среднее число элементов предыдущего уровня, составляющих систему ${\displaystyle k}$ -го уровня. Тогда, как показал Шарлье, для устранения парадоксов достаточно предположить, что для всех уровней :

${\displaystyle {\frac {R_{k}}{R_{k-1}}}>{\sqrt {N_{k}}}.}$

Если предположить одинаковую для всех уровней фрактальную размерность Вселенной, то она не должна превосходить 2 .

Это приводит к непрерывному уменьшению средней плотности космического вещества по мере перехода к системам более высокого порядка. Для устранения парадоксов требуется, чтобы плотность вещества падала быстрее, чем обратно пропорционально квадрату расстояния от наблюдателя.

Однако с развитием теории расширяющейся Вселенной и, в особенности, Общей теории относительности , названные парадоксы снялись другим способом.

Опровержения

Предписываемая фрактальной космологией Ламберта — Шарлье зависимость массы (или количества галактик) от радиуса шара в наблюдаемой Вселенной не прослеживается, как и не определяются структуры крупнее сверхскопления галактик . Более того, проведённые в XXI веке точные измерения интенсивности реликтового микроволнового излучения показывают малость колебаний гравитационного потенциала в видимой вселенной, что противоречит фрактальной модели (во всяком случае в предположении расширяющейся Вселенной, описываемой согласно ОТО).

Фрактальная космология в понимании Ламберта — Шарлье также противоречит космологическому принципу .

Современное развитие

В 2002 году российский астрофизик опубликовал книгу Discovery of Cosmic Fractals , содержащую обзор идей фрактальной космологии.

Существование больших групп квазаров рассматривается некоторыми учёными как опровержение равномерного распределения массы во Вселенной.

См. также

• Бесконечная вложенность материи , похожая, но псевдонаучная теория
• Скопление галактик
• Сверхскопление галактик
• Крупномасштабная структура Вселенной

Примечания

Литература

• Климишин И. А. . Релятивистская астрономия. 2-е изд. — М. : Наука , 1989. — 287 с. — (Проблемы науки и технического прогресса). — ISBN 5-02-014074-0 . — С. 41—46.

Ссылки