Τετάρτη, 26 Οκτωβρίου 2011

Fractals - η μορφή του κόσμου


Φράκταλ (fractal) είναι ο διεθνής όρος του μορφοκλασματικού συνόλου για Μαθηματικά και Φυσική, αλλά και για άλλους επιστημονικούς κλάδους και αναφέρεται σε ένα αυτούσια επαναλαμβανόμενο γεωμετρικό σχήμα σε μη πεπερασμένο βαθμό μεγένθυσης.
Δημιουργούνται σαν επαναλαμβανόμενη διαδικασία και είναι εξαιρετικά περίπλοκα στη μορφή τους,  έτσι ώστε να μην μπορούν να οριστούν ή να εξεταστούν με την ευκλείδιο γεωμετρία.

Απαντώνται παντού στη Φύση στο σχέδιο των νιφάδων του χιονιού, στα φύλλα των φυτών, στις διακλαδώσεις των αιμοφόρων αγγείων κλπ.
Τα fractals έρχονται να αμφισβητήσουν τη σημερινή άποψη για τη δομή του σύμπαντος κατά την οποία και σύμφωνα με την κοσμολογική αρχή του Einstein η ύλη απλώνεται σχεδόν ομοιόμορφα στον κόσμο και η κατανομή της μάζας της κάμπτει το χωροχρόνο και δημιουργεί τη βαρύτητα.
Έτσι με τη θεωρία του Big Bang και τη συνεχή διαστολή της ύλης η κοσμολογική γεωμετρία είχε σχεδόν απλουστευτεί δίνοντας μια ανθρωποκεντρική διάσταση στο μέχρι 200 εκατ. έτη φωτός παρατηρούμενο σύμπαν.


Σήμερα αυτή η άποψη φαντάζει επιστημονικά παιδαριώδης σαν τις μεσαιωνικές αντιλήψεις περί επίπεδης και ακίνητης γης.
Τα φράκταλς στην παρατήρηση των γαλαξιών και των αστρικών συστημάτων έρχονται πλέον να δηλώσουν ότι η δομή του σύμπαντος δεν είναι καθόλου απλή, αλλά δομείται και αποτυπώνεται με κλασματομορφική αναλογία σε κάθε της κλίμακα. Ο κόσμος μας είναι φράκταλς.
Μερικές περιοχές περιέχουν σμήνη ύλης και άλλες είναι ουσιαστικά κενές.
Οι γαλαξίες συναθροίζονται στα σμήνη και αυτά σε κολοσσιαία υπερσμήνη που εκτείνονται σε περιοχές άνω των 100 εκατ. ετών φωτός παρατηρούμενα ως αλλόκοτα φράκταλς. Επίσης τα υπερσμήνη τοποθετούνται σε μακριές ‘’σωληνώσεις και φύλλα’’ που μοιάζουν με ιστό αράχνης όπως το Great Wall Sloan που εντοπίστηκε το 2003 και εκτείνεται σε πάνω από ένα δις. έτη φωτός!


Σε πιο μικρά μεγέθη ένας σπειροειδής γαλαξίας με ένα φράκταλ μοτίβο επιτρέπει την υπόθεση της αναδιαμόρφωσής του σε πολύ μεγαλύτερες κλίμακες έστω κι αν δεν είναι με τα σημερινά μέσα ορατός.
Βέβαια η κλασσική κοσμολογική άποψη επιμένει πως πέρα και από αυτά τα  μεγέθη ο κόσμος θα αποτυπώνεται ομαλά σύμφωνα με τις αρχές περί εντροπίας και τάξης σε ένα χαοτικό σύστημα. 


Σήμερα στις μικροσκοπικές διακυμάνσεις του παρατηρούμενου σύμπαντος θεωρούμε πως η ύλη άρχισε να συγκεντρώνεται στις πυκνότερες περιοχές με τη βαρυτική κατάρρευση και έδωσε μεγαλύτερες δομές.
Η βαρύτητα δουλεύοντας από κάτω προς τα πάνω έχτισε πρώτα τους γαλαξίες μετά τα υπερσμήνη κοκ. Αλλά όσο η η ύλη συγκεντρωνόταν και ο κόσμος διαστέλλονταν η βαρύτητα λειτουργούσε κατά της επέκτασης.


Σύμφωνα με αυτή την άποψη και για τα 14 δις. χρόνια ζωής που σήμερα δεχόμαστε για το σύμπαν, η βαρύτητα δε θα είχε τον απαιτούμενο χρόνο να κατασκευάσει υπερδομές σαν αυτές που παρατηρούμε στο φρακταλοειδές μοντέλο του σύμπαντος...  

Και όλα αυτά όταν δεχόμαστε κατά προσέγγιση πως η ''φωτεινή'' ύλη είναι μόλις το 15% του συνόλου και το υπόλοιπο 85% είναι η περίφημη σκοτεινή ύλη η οποία εάν δεν συγκεντρώνεται βαρυτικά πιθανόν να προσδίδει μια βάση ομαλότητας στη συμπαντική επέκταση κάτι το οποίο απορρίφθηκε το 2007 όταν στην πρώτη χαρτογράφηση σκοτεινής ύλης αποδείχθηκε ότι και αυτή δεν κατανέμεται ομαλά και απλά στις πυκνότερες συγκεντρώσεις της εκτείνεται και διαμορφώνεται η φωτεινή ύλη.


Σύμφωνα με πιο πρόσφατες αντιλήψεις ο κόσμος μας είναι φράκταλ επειδή ο χωροχρόνος στον οποίο εκτείνεται πιθανόν να είναι φράκταλ και άρα οι κβαντικές συμπεριφορές της ύλης την καθοδηγούν σε κβαντικές τροχιές δημιουργώντας τις φράκταλ δομές.


Οι ιδιότητες που χαρακτηρίζουν τα φράκταλ είναι  ότι έχουν λεπτομερή  δομή σε τυχαία μικρές κλίμακες, είναι ακανόνιστες μορφές που δεν επιδέχονται ευκλείδια περιγραφή, έχουν αυτοομοιότητα και οι σχέσεις τους είναι επαγωγικές.


Τα μας δείχνουν εντέλει τα φράκταλς?
Υπάρχει ένα προσχέδιο, μια πρωταρχική μορφή του κόσμου η οποία αναπαράγεται φρακταλοειδώς?
Γεγονός είναι πως το αυτό-ομοιοτικό μοντέλο του κόσμου δεν διαθέτει ακόμη επαρκή θεωρητική βάση και εάν και όποτε την αποκτήσει θα αλλάξει ριζικά τις επιστημονικές απόψεις για τον κόσμο.
Ένα από τα μεγαλύτερα ερωτήματά του θα παραμένει είναι το γιατί η φύση να ομοιοαναπαράγεται βάσει ενός αρχικού προτύπου… 

Ερώτημα είναι και αν το αρχικό πρότυπο έχει πολλαπλές έως άπειρες μορφές, οπότε θα υποθέταμε πολλαπλά έως άπειρα σύμπαντα του ενός αρχικού…


Του ενός ή του περίπου ενός, εάν στην ισότητα 0 + άπειρο =1 αντικαταστήσουμε την ισότητα με το περίπου, μεταβάλλοντας τον κόσμο σε αεί γιγνόμενο και άρα φαινομενικό-παρατηρήσιμο και σε δυναμική ροή  μηδένα που τείνει να γίνει Ένα, ώστε να Είναι και να δει και να κατανοήσει τον Εαυτό του? 

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου