天文學家說，宇宙是平滑的，不是大尺度的分形
一篇新的論文證實了宇宙的一個傳統影象，一個在非常大的尺度上是平滑和均勻的，當我們縮小到足夠遠時，它就失去了分形結構。這一發現意味著天文學家在測量大空間體積上的平均量時是合理的——沒有隱藏的塊狀物弄亂了數學。這是一個好訊息，因為大尺度的分形結構意味著“愛因斯坦的方程被錯誤地應用，我們對暗能量等事物的理解可能存在嚴重缺陷，”論文的主要作者Morag Scrimgeour說（影片如下）。
我們目前對宇宙的描述是這樣的：幾千億顆恆星聚在一起形成星系，星系聚在一起形成星系團，星系團聚在一起形成超級星系團。換句話說，宇宙呈現出分形的特性——無論我們觀察星系尺度還是超星系團尺度，同樣的“塊狀”圖案都是可見的。
“我們可以高度肯定地說，我們對大尺度宇宙的描繪是正確的。”
問題是當我們進一步縮小時會發生什麼？為了找到答案，研究小組使用了WiggleZ暗能量調查的資料；包含240000個星系的一大塊宇宙的地圖。為了確定宇宙在非常大的尺度上看起來有多平滑，研究小組挑選了由WiggleZ精確定位的星系，併在它們周圍畫出假想的球體，計算附近還有多少其他星系。然後，假設星系均勻地散佈在宇宙中，它計算出在一個同樣大小的球體中你會期望有多少個星系。如果宇宙有一個分形結構，你會認為前者比後者大。另一方面，如果宇宙在大尺度上是光滑的，那麼對於大球體來說，這兩者應該是相等的——真實宇宙的組成應該與隨機分佈不可區分。
而這正是團隊發現的。結果表明，在直徑為6億光年或更大的球體中，大約是我們銀河系的6000倍大，沒有證據表明存在**現象。當你從更小的尺度移到更大的尺度時，它們也顯示出從塊狀到平滑的逐漸過渡。從這個意義上說，宇宙看起來很像雪——由分形的雪花組成，但當你後退一步時，它會變成一片均勻的白色海洋。
- 發表於 2021-04-23 20:51
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