Знание-сила, 2001 № 02

Тем более неожиданным был опубликованный недавно вывод группы голландских и итальянских ученых о том, что даже на расстояниях в 4000 мегапарсеков распределение галактик и их скоплений оказывается все же неоднородным. И еще более удивительно, что это распределение обладает свойствами фрактала с размерностью, равной двум, или даже дробной – вблизи двойки. Точнее пока сказать нельзя. Получается, что галактики объединены в скопления, те объединяются в сверхскопления, которые в свою очередь группируются в еще более сложные образования, и так далее – уходяшая в бесконечность иерархия материальная структур, состоящая из все более и более крупных по своим размерам элементов.

В структуре с размерностью, равной трем, количество вещества, содержащееся в определенном объеме, пропорционально кубу его размеров, а плотность вещества не зависит от расстояния. Внутри структуры с размерностью два плотность вещества спадает обратно пропорционально расстоянию, то есть Вселенная на больших расстояниях становится все более разреженной. Очень похоже на то, что видит уезжающий из города автомобилист, – в центре много ярких фонарей, а в пригороде они становятся все более редкими.

У неискушенного в математике читателя может вызвать недоумение вопрос: как может быть, что разбросанные по пространству и явно не лежащие в одной плоскости галактики, тем не менее, образуют двумерную структуру? Однако с фракталами возможны еще и не такие чудеса. Например, размерность «махровой линии», размещенной на плоскости, как уже говорилось выше, меньше двух, но вот если такая линия вьется в пространстве, выходя за пределы плоскости, ее размерность может стать равной двум – такой же, как у плоскости! Интуиция, основанная на нашем повседневном опыте, к фракталам не применима.

Правда, пока не все ученые согласны с выводом о неоднородности Вселенной, полагая, что увеличение числа обнаруженных в астрономических наблюдениях галактик и уточнение их координат в составляемых астрономами каталогах может реабилитировать картину однородного мира. Вполне возможно. Однако, если этого не произойдет, то наши представления о происхождении и долгосрочной судьбе Вселенной потребуют радикальных изменений.

Лежащая в фундаменте современной космологии идея о рождении Вселенной в каком-то очень маленьком объеме и последующем расширении («распухании») пространства впервые была высказана российским физиком А.А. Фридманом на основе постулата однородности. Выведенные им формулы верны лишь для однородной Вселенной. Постулат однородности использовал также эмигрировавший в начале тридцатых годов в Америку российский физик-теоретик Г. Гамов в своей теории «горячего взрыва» и последующей конденсации атомарного вещества в постепенно остывающем расширяющемся мире. Так что, если постулат неверен, то все наши представления о пространственно-временных свойствах и происхождении Вселенной – это всего лишь некое весьма грубое приближение к реальному положению вещей.

Есть еще один важный вопрос, связанный с неоднородностью мира: какие силы ответственны за крупномасштабную иерархию материальных структур?

Сегодня известны четыре типа сил, с помощью которых физическая наука объясняет все явления окружающего мира: слабые, сильные ядерные, электромагнитные и гравитационные. Это, по всей видимости, проявления одного и того же поля, подобно тому, как электричество и магнетизм являются разными «сторонами» единого электромагнитного поля. С точки зрения крупномасштабной структуры мира все эти силы, даже проникающая глубоко в космос гравитация, короткодействующие и становятся пренебрежимо малыми (зануляются, как говорят физики) уже на расстояниях больше пары десятков мегапарсеков. Но чем же тогда порождается иерархия крупномасштабных материальных структур?

Может, это следствие каких-то ультраслабых взаимодействий, не ощущаемых нашими приборами и чрезвычайно медленно убывающих с увеличением расстояний? Или мы встречаемся тут с какими-то принципиально новыми формами организации материи?

Фракталы имеют склонность к повторению своей структуры на каждом новом этаже, поэтому не получится ли так, что на некотором очень большом расстоянии плотность вещества Вселенной снова начнет возрастать, повторяя структуру атома, где между центральным ядром и периферической оболочкой имеет место «провал» плотности, на много порядков превосходящий по своей протяженности размеры ядра? Свсрхатомарная материя, живущая в чрезвычайно медленном с нашей точки зрения темпе. Но тут мы выходим далеко за рамки современной науки…

НОВЫЙ ГУТЕНБЕРГ

Голос по электропроводам

Если коммерческие испытания пройдут успешно, то, возможно, уже к середине 2001 года мы станем свидетелями новой революции в области доступа в Интернет* Технология Powerline компании Oneline позволяет передавать телефонные разговоры и пересылать информацию через линии электросвязи.