هل الكون في الواقع بنية كسرية؟ 🤔

هل لاحظتَ يوماً كيف أن الهياكل الكبيرة في الكون تُشبه هياكل أصغر حجماً؟ تُشبه هالات المادة المظلمة التي تُحيط بالمجرات الكبيرة، هالات المجرات الأصغر، بل وحتى الهياكل الموجودة بين المجرات. على أكبر النطاقات في الكون، الجاذبية هي القوة المُسيطرة. إذا انتظرت لفترة كافية، فإن الانهيار الجاذبي يُنتج هياكل متشابهة، مُقَيّسة بالحجم. 🪐

و تُحقّق هذه الظاهرة مفهومًا رياضياً مُهمًا: الكسور. عندما تظهر نفس الأنماط على نطاقات أصغر وأصغر، يمكننا تحليلها رياضياً لمعرفة ما إذا كانت تمتلك نفس الخصائص الإحصائية للبنى الأكبر. إذا كانت كذلك، فإنّ هذا يُشبه الكسور من حيث الطبيعة. 🤔

هل الكون كسر حقاً؟ 🧐

يُظهر العلم جواباً مُشوقاً ولكنه معقد. يُعتبر مجموعة ماندلبروت مثالاً رائعًا على البنية الكسرية. رُبّما هو المثال الأكثر شهرة في الرياضيات! يمكنك رؤيتها في الصورة أدناه. 🖼️

في الرياضيات، نعتاد على الأعداد الحقيقية. ولكن هناك أعداد أخرى مثل الأعداد المركبة، والتي تحتوي على جزء حقيقي وجزء تخيلي. 🔢

مجموعة ماندلبروت تُوضّح الأعداد المركبة بشكل رائع، حيث كلّ نقطة فيها تتوافق مع سلوك تسلسل معين. 📈

لكن، هل ينطبق هذا المفهوم على الكون؟ من الصعب تحديد ذلك! نحن نجد أن الكون، على نطاق واسع، يحتوي على كمية كبيرة من المادة غير المرئية: المادة المظلمة. كما أنّ الانحناء المكاني للكون متسق مع كونه مسطحًا. 🤔

في الفيزياء وعلم الفلك، من الصعب محاكاة الكون بدقة. لكننا يمكن أن نجري محاكاة للمادة المظلمة في الكون على نطاقات مختلفة. وبشكلٍ مُفاجئ، تظهر نتائج متشابهة بشكلٍ مُذهل. 😮

فكرة وجود ملف تعريف عالمي لهالات المادة المظلمة، من ضمن أهم تنبؤات نظرية التماثل الذاتي في علم الكونيات. 🤔

لكن، لكي نكون أكثر دقة، علينا مراعاة العوامل التالية:

• ليس لدينا نوع واحد من المادة، بل اثنان: المادة العادية والمادة المظلمة.
• يوجد أيضًا الإشعاع، والذي كان أكثر أهمية في الكون المبكر.
• يُشكل الكون أيضًا الطاقة المظلمة، التي تهيمن على محتوى الطاقة فيه حاليًا.

في هذا السياق، الكون ليس كسراً حقيقياً، بل فقط على بعض المقاييس يُظهر سلوكًا كسرًا. 🧐

على الرغم من ذلك، يعتبر هذا مجالاً مثيراً للدراسة. يسعى العلماء لفهم ما إذا كان يمكن وصف الكون بواسطة معامل كسري بسيط، أو ما إذا كانت هناك حاجة إلى عدة معاملات. 🧮

مصدر المقال: https://bigthink.com/starts-with-a-bang/universe-fractal/