北京时间6月2日，据外国媒体报道，天文学家正在接近一个古老问题的答案。几十年来，宇宙学家一直在怀疑宇宙的大尺度结构是否是分形的，即宇宙在任何尺度下看起来都是相似的形状。在完成了对许多星系的大规模调查后，科学家们终于找到了答案：宇宙不是分形的，但在某种程度上，它像分形。
20世纪初，埃德温哈勃首先发现了我们与仙女座星系(距离银河系最近的星系)之间的巨大距离，天文学家开始意识到宇宙的浩瀚几乎是不可想象的。另一方面，天文学家也观察到了分散的星系，包括远星系和近星系。那么，一个问题就自然产生了：这些星系是规则排列的还是完全随机排列的？
起初，这一切似乎都是随机的。天文学家已经看到了巨大的星系团，每个星系团包含数千个甚至更多的星系；还有一些小得多的星系团，而另一些则独自在宇宙中漫游。从这些观察来看，宇宙中似乎没有普遍的模型。
天文学家不介意。长期以来，他们一直假设有一个概念叫做“宇宙学原理”，即宇宙基本上是均匀的(各处大致相同)和各向同性的(无论往哪个方向看大致相同)。一系列随机的星系和星系团正好符合这个原理。
然而，在20世纪70年代末，星系研究更深入，开始揭示星系排列的模式。除了星系团，还有细长的大尺度纤维结构；在宇宙的大尺度结构中，还有所谓的“长城”，又称“巨墙”。星系和星系团的分布并不均匀，而是连成一条带状结构，有的甚至长达5亿光年，宽3亿光年，厚1500万光年；然后就是“空”，也就是纤维状结构之间的空间，几乎不含或根本不含星系。天文学家称这一切为“宇宙网”。这个模型违反了宇宙学原理，因为它意味着宇宙的大面积似乎与其他大面积不一致。
因此，关于宇宙大尺度结构模型的故事可能会更多。
宇宙中的宇宙
数学家、分形之父伯努瓦曼德尔布罗提出了一个有趣的观点。分形很难定义，但是我们可以直观的理解：分形是重复的几何图案，无论缩放多少次，分形的每个部分都是(至少近似)整体缩放后的形状。本华曼德伯格并没有发明“分形”这个概念。数学家多年来一直在研究自相似模式。然而，他创造了“分形”一词，并领导了对这一概念的现代研究。
分形随处可见。放大雪花的一角，你会看到微型雪花。放大树枝，你会看到细小的树枝；放大海岸线，你会看到微型海岸线。自然界中，分形几乎无处不在，分形数学使我们能够理解宇宙中各种自相似的结构。
本华曼德伯格猜想，如果分形无处不在，那么也许整个宇宙就是一个分形。也许我们看到的星系排列模式是最大分形的可能开端。也许，如果我们以足够的精度去考察宇宙的结构，就会发现隐藏的结构——，它将整个宇宙填充到广阔的边界。
均质性的宇宙尺度
随着对宇宙网认识的不断加深，天文学家对大爆炸的历史有了更深入的了解，并想出了各种方法来解释宇宙中存在的大尺度模型。这些理论预测宇宙仍然是均匀的，只是比天文学家以前观察到的规模大得多。
分形宇宙的最终测试要到本世纪才会到来，那时真正大规模的调查，如斯隆数字天空调查(SDSS)，将能够绘制数百万个星系的位置，并以前所未有的规模绘制宇宙网络的图像。
如果分形宇宙的观点是正确的，可以想象，我们的局域宇宙网络将嵌入到一个更大的宇宙网络中。如果这种观点是错误的，那么在某个临界点，宇宙网将不再是宇宙网，而是一个随机的“宇宙块”，大到看起来像任何其他随机块。结果是同质性，只是规模惊人。你需要大约3亿光年才能发现宇宙趋于均匀。
宇宙肯定不是分形的，但是宇宙网的某些部分还是有有趣的分形性质的。比如被称为“光环”的暗物质团，携带着星系和星系团，形成嵌套结构和子结构；暗物质晕还包含次级和次级分支结构。
宇宙中的虚空并不是完全空的。它们确实包含一些暗淡的矮星系，它们排列在一个纤细的宇宙网中。在计算机模拟中，这个结构中的子腔也包含自己的宇宙网。
所以，虽然宇宙作为一个整体不是分形的，而本华曼德伯格的观点是站不住脚的，但我们仍然可以在宇宙的任何地方观察到分形。(任何一天)
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