وزارة نجوم

كسورية الكون

ويتكون الكون من مستويات متعاقبة من المنظمات
ومتداخلة مثل الدمى الروسية.
مثل كسورية العملاق حيث كل التكبير على التفاصيل
يكشف عن هياكل جديدة ، عوالم جديدة.

ونحن سوف التكبير في العالم من المسألة ،
الكبير والصغير بلا حدود بلا حدود ، و
إلى حدود المعرفة العلمية الحالية.

فركتلات

ودعا كسورية أو كسورية (نون الأقل استخداما) ، منحنى أو السطح المراد إنشاؤها غير النظامية أو مجزأة وفقا للقواعد التي تنطوي على homothety الداخلية القطعية أو العشوائية. مصطلح "كسورية" هو تعبير جديد ابتدعه ماندلبروت بينوا في عام 1974 من fractus الجذر اللاتينية ، وهو ما يعني كسر ، تبريد هواء غير النظامية (كسورية). وكان هذا المصطلح في الأصل صفة : الكائنات كسورية. في وزارة الخزانة من مفارقات (فيليب بيكر وآلان كوهين ، إد. بلين ، 2007) ، وتعرف فركتلات المفارقة ، مع الإشارة إلى تداخل هياكل أنها حالات خاصة : "ويمكن الاطلاع على الكائنات كسورية وتداخل هياكل في أي لحظة ، وليس مجرد عدد من النقاط ، وهيكل الجاذبة للدولاب الكلاسيكية. هذا hologigogne التصميم (سحب في أي لحظة) من هذا التعريف يعني كسورية حشوا : كائن هو كائن كسورية حيث كل عنصر هو أيضا كائن كسورية. وعلى الرغم من المظاهر ، وهذا النوع من تعريف طبيعة العودية ليس نظريا فحسب ، بل أيضا قد تنطوي على مفاهيم مشتركة : سلف هو أحد الوالدين أو الجد من أحد الوالدين ، ومتعددة هي مجمع لعدد أو من مضاعفات هذا العدد ، أو درج يبدأ يمتد درج ، أو سلالة افتتح سلالة تمتد ، وما إلى ذلك.

مميز

كائن كسورية واحد على الأقل من الخصائص التالية :

* لقد تفاصيل مثل جداول صغيرة أو كبيرة بشكل تعسفي ؛
* ومن غير النظامية للغاية يمكن وصفها على نحو فعال من حيث الهندسية التقليدية ؛
* ومن هو بالضبط أو إحصائيا الذاتي مماثلة ، وهذا يعني أن كل شيء مشابه واحد من أجزائه ؛
* ه هوسدورف البعد بدقة أكبر من البعد طوبولوجي. بعبارة أخرى ، ونظام الري هو تتكشف خطوط ("1D") الذي يوفر ميزات لمناقشة بدء السطح ("2D"). هو مطوية السطح الرئة ("2D") إلى نوع من حجم (في 3D). بيانيا ، وتتميز فركتلات لنوع من البعد غير صحيح.

مجالات صحة

فركتلات لم يكن لديك لتلبية جميع الخصائص المذكورة أعلاه لتكون بمثابة نماذج. انها تجعل من مجرد تقديرات تقريبية مناسبة ما هي المصالح في نطاق صلاحية معينة (الأصيلة كتاب ماندلبروت كائنات كسورية يعطي مجموعة واسعة من الأمثلة). تقسم حجم الحويصلات الهوائية في الرئة ، على سبيل المثال في حجم الذي يتوقف كسورية ذلك يرتبط حجم مسار الحرة يعني الأكسجين الجزيئي لدرجة حرارة الجسم.

حجم المستخدمة هاوسدورف ، وهناك أنه يتوافق مع ميزة جديدة من الأسطح غير النظامية. ونحن نعرف مدى صلاحية البعد هوسدورف لوحظ على الأرض من أجل الجبال ، والغيوم ، وما إلى ذلك.

ومن الأمثلة على فركتلات هي مجموعات جوليا وكسورية ماندلبروت ، Lyapunov مجموعة كانتور ، سيربنسكي السجاد ، ومثلث سيربنسكي ، منحنى Peano أو ندفة الثلج كوخ. صور النمطي هندسي متكرر يمكن أن تكون قطعية أو العشوائية فركتلات. انها غالبا ما تظهر في دراسة نظم الفوضى.

تجميع صور النمطي هندسي متكرر يمكن في ثلاث فئات عريضة :

1. نظم مكرر وظيفة. لديهم قاعدة ثابتة استبدال هندسية (مجموعة كانتور ، والسجاد سيربنسكي ، مثلث سيربنسكي ، منحنى Peano ، كوخ ندفة الثلج) ؛
2. فركتلات تحددها علاقة تكرار في كل نقطة في الفضاء (مثل الطائرة المعقدة). أمثلة من هذا النوع هي مجموعات وLyapunov ماندلبروت النمطي هندسي متكرر ؛
3. وكسورية العشوائية التي تم إنشاؤها بواسطة العمليات العشوائية وغير القطعية ، على سبيل المثال والمناظر الطبيعية كسورية.

من كل هذه فركتلات ، سوى تلك التي شيدت من قبل أنظمة وظيفة عرض يتحرك عادة ممتلكات autosimilitude ، مما يعني أن تعقيدها وثابتة في ظل التغيرات الكبيرة.

وفركتلات العشوائية هي الأكثر استخداما في الممارسة العملية ، ويمكن استخدامها لوصف العديد من الكائنات في العالم الحقيقي غير منتظم للغاية. ومن الأمثلة على ذلك الغيوم ، الجبال ، الاضطرابات من السائل ، وخطوط السواحل والأشجار. كما تم استخدام تقنيات النمطي هندسي متكرر في ضغط الصور كسورية ، كما هو الحال في العديد من التخصصات العلمية.

البعد النمطي هندسي متكرر

حجم خط مستقيم ، ومنحنى الدائرة العادية هي 1. وبمجرد أن يتم تحديد أصل ثابت والمعنى ، فإن كل نقطة من المنحنى من قبل عدد الذي يحدد المسافة بين الأصل والنقطة. وقد أخذ عدد سلبا إذا نحن نتحرك في الاتجاه المعاكس لذلك اختار في البداية.

حجم الرقم واحد في الخطة هو 2. يمكن مرة واحدة في مجموعة علامة ، كل نقطة من الرقم يحدده رقمين. حجم عنصر في غضون 3.

وكانت حصيلة مثل كسري ليست بسيطة. حجمها ليست سهلة لتحديد وليس صحيحا بالضرورة. البعد النمطي هندسي متكرر ، أكثر تعقيدا ، وأعرب من حيث البعد هاوسدورف.

عندما يتم تشكيل كسورية من تكرار نفسه في أصغر حجما ، ويمكن حساب البعد النمطي هندسي متكرر على النحو التالي :
د = \ فارك (\ قانون الجنسية (ن)) (\ قانون الجنسية (ح))

حيث يتم تشكيل كسورية بدءا من نسخ ن حجمه انخفض من قبل عامل ح (تمدد).

بعض الأمثلة :

* واحد من جانبي ندفة الثلج كوخ يتكون من ن = 4 نسخ من نفسه خفضت من قبل عامل ح = 3. البعد النمطي هندسي متكرر هو :

د = \ فارك (قانون الجنسية \ (4)) (\ قانون الجنسية (3)) \ simeq 1.2618595...

* ويتكون المثلث من سيربنسكي ن = 3 نسخ من نفسه خفضت من قبل عامل ح = 2. البعد النمطي هندسي متكرر هو :

د = \ فارك (قانون الجنسية \ (3)) (\ قانون الجنسية (2)) \ simeq 1.5849625...

* ويتكون من السجاد سيربنسكي ن = 8 نسخ من نفسه خفضت من قبل عامل ح = 3. البعد النمطي هندسي متكرر هو :

د = \ فارك (قانون الجنسية \ (8)) (\ قانون الجنسية (3)) \ simeq 1.892789...

فركتلات في الطبيعة

فركتلات التقريبي من السهل ملاحظتها في الطبيعة. هذه الكائنات التي تمتلك بنية مشابهة الذاتي على نطاق واسع ، ولكن محدودة ، السحب ، رقاقات الثلج ، والجبال ، وشبكات الأنهار ، والزهرة أو القرنبيط ، والأوعية الدموية.

والسراخس هي شجرة كسورية في الطبيعة ، ويمكن تمثيلها بواسطة الكمبيوتر باستخدام خوارزمية العودية. الطبيعة العودية واضحة في هذه الأمثلة ، على غصن شجرة أو سعف من وسرخس المقلدة مصغرة للمجلس بكامل هيئته : لم تكن متطابقة لكنها متشابهة في الطبيعة.

ويمكن تمثيل سطح جبل على كمبيوتر باستخدام كسورية : خذ مثلث في الفضاء الأبعاد الثلاثة التي نحن ربط وسائل الاعلام في كلا الجانبين من جانب قطاعات ، هناك أربعة مثلثات. يتم نقل وجهات التنسيق بشكل عشوائي ثم صعودا أو نزولا ، في دائرة نصف قطرها محددة. ويتكرر هذا الإجراء ، والحد من دائرة نصف قطرها إلى النصف في كل التكرار. طبيعة متكررة من الخوارزمية يضمن كله إحصائية مماثلة إلى كل التفاصيل.

وأخيرا ، لاحظت بعض التشابه علماء الفيزياء الفلكية في توزيع المادة في الكون في ستة مستويات مختلفة. انهيار متتالية من الغيوم بين النجوم ، وذلك بسبب خطورة ، هي السبب في هذا الهيكل (جزئيا) كسورية. وأدى هذا الارتفاع إلى عرض النموذج النمطي هندسي للكون ، واصفا الكون على أساس فركتلات.

للهندسة كسورية في الفن Fractalist

علم "فركتلات" ، وقد تم تكريم كائنات رياضية محددة الهندسة غير الإقليدية ، التي اخترعها عالم الرياضيات بينوا ماندلبروت في 1960s ، للأدب في عام 1975 في كتابه الأساسية ، وكائنات النمطي هندسي متكرر -- النموذج ، فرصة والبعد. هندسة هذا ينطبق على أشكال غير منتظمة من الطبيعة المعقدة وكذلك شخصيات من الرياضيات البحتة ، كأساس للتفكير والفنانين المبدعين من حركة Fractalist دوليا منذ 1980s ، أيا كان مجال معين كل التحقيقات الفنون (الفنون البصرية ، والفنون الرقمية والتصوير الفوتوغرافي والموسيقى ، أو الأدب).

وFractalist الفني الحالي يتضمن إنشاء متعددة ومتنوعة للغاية ، والفنانين من جنسيات مختلفة -- الأوروبيين واليابانيين والأميركيين -- الذين يقوم نشاطهم الإبداعي في إشارة إلى نظرية فيزيائية رياضية من التعقيد العشوائية (أي أي عشوائي) نظم الديناميكية. ومع ذلك ، فإن نظرية النظم الديناميكية ، التي تحتل في بعض الأحيان "القدرة على التنظيم الذاتي" ، وكان ذلك إلى حد كبير في بناء المجتمع العلمي الدولي خلال 1970s. للحصول على الخطاب العلمي ، وتعقيد فكرة العشوائية (أو عشوائي) ينطوي على فكرة العمليات الديناميكية غير حتمي ، وليس للوصف من قبل القوانين المعتادة الاستمرارية الرياضية ، وبالتالي لا يمكن التنبؤ بها على المدى الطويل. هذا السلوك عدم القدرة علي التنبؤ على المدى الطويل ويرجع ذلك إلى حقيقة أنها قادرة على إعادة المصير طريقة جديدة إلى أجل غير مسمى مع مرور الوقت ، على الرغم من أن بعض النظم هي التنظيم الذاتي ، في بعض الحالات ، يمكن التنبؤ به تقريبا ( اقترب تسلسل دوري ، ولكن يمكن التنبؤ بها بشكل عام مسار ، الخ.). لهذا السبب ، التي من المفترض أن يخضع "بموضوعية" (الحقيقة) إلا من خلال قوانين فرصة. علماء الأحياء ، علماء الأرصاد الجوية وعلماء الاجتماع والاقتصاد وعلماء فيزياء وكيمياء ، وبطبيعة الحال ، الرياضيات ، وغالبا ما تلجأ الى "قوانين" فرصة لمحاولة فهم تعقيدات لا يمكن التنبؤ بها وكيل للظواهر التي يدرسونها.

وخلاصة القول ، والعشوائية المعقدة (أو عشوائي) تشمل في الواقع العمليات غير حتمي ، تخضع بطبيعتها لقوانين الصدفة. مساهمة كبيرة من النظريات من التعقيد وقد تم الكشف عن وجود ظاهرة حتمية في وقت واحد ولا يمكن التنبؤ بها. وأخيرا تجدر الإشارة أن الرياضيات كسورية ، في هذا المجمع ، ويمكن التنبؤ بها ، لا تمثل إلا جانبا واحدا من هذه القوانين من فرصة ، وليس هو الشكل الوحيد الذي يمكن اعتماده.

في المقابل ، اعترف الفنانين fractalists ، ضمنيا على الأقل ، والنموذج المفاهيمي للفلسفة الجمالية التي تحكم المؤسسات قدراتهم الإبداعية ، والرياضيات بناء هندسة كسورية ، رسميا من قبل عالم الرياضيات بينوا ماندلبروت كمبيوتر في السنوات 1960-1970. هندسة كسورية يسمح تميز بدقة من الناحية الكمية بعض خصائص هندسية محددة لتمثيل رسمي من الأنظمة الديناميكية. مصطلح "كسورية" يستخدم كإسم أو الصفة ، ولذلك فإن الأصل العلمي البحت ، لأنه ينتمي إلى مفردات الهندسة والظواهر الطبيعية -- مجهرية أو العيانية -- بلا حدود غير منتظمة وغير متوقعة في تفاصيلها في كل نطاق الملاحظة. لغة الهندسة المعاصرة ما يسمى "الجسم كسورية (أو أكثر لفترة وجيزة" كسورية ") مساحة التكوين لعدد صحيح غير البعد الذي" يمتد "إلى الفضاء على الفور كامل الأبعاد المذكورة أعلاه ، وهذه المساحة قد ن' أي عدد من الأبعاد (1 ، 2 ، 3 ، أو أي ن). هذا التكوين مكسورة ، منظم جدا ، وعلى ما يبدو متناظرة التحجيم (أو منحنى فون كوخ ندفة الثلج ، الذي هو ذاتي مماثل على جميع المستويات ، على سبيل المثال) أو غير نظامي جدا وغير المتكافئة مثل الضلوع أو من الساحل الخطوط العريضة لسحابة يمكن وصفها ، بغض النظر عن مستوى التفتيش المستخدمة من قبل على درجة من عدم انتظام متغير الإحصائية التي يمكن قياسها الهندسة الإقليدية العاديين وليس من المعروف على حساب مرضية. وهذا يعني أن الكائن كسورية يمكن غير النظامية للغاية ، ولكنها ليست شرطا ضروريا لجعل كائن كسورية ، في حين أن قياس الهندسية التي تمثل يعتمد دائما على مستوى الفحص التي تم تمريرها.

الممارسات الفنية أصلا يدعي الانتماء Fractalist الجمالية وهكذا فإن دراسة رياضية لأشكال غير منتظمة بلا حدود في كل التفاصيل ، مكسورة ، مكسورة ومجزأة في كل من مؤامراتهم ، متقطعة أساسا (لاتيني الماضي الفاعل "fractus" ويلخص هذه المعاني التي تلتقي على فكرة طحن ، طحن ويكسر). في تعبير جديد "كسورية" ، التي أنشأتها الرياضيات بينوا ماندلبروت في الطبعة الفرنسية الأولى من الكتاب الشهير صور النمطي هندسي متكرر التحف الفنية ليه -- نموذج ، فرصة والبعد (1 الطبعة 1975 ، الطبعة 4 ، مجلة ، عام 1995 ، وشملت باريس ، فلاماريون) ، أيضا التخلي عن مفهوم التناظر الرياضية التقليدية المتصلة الفضاء الهندسة الإقليدية لصالح نوع آخر من التنظيم الذي يحكم بطريقة معقدة من العناصر المكانية ونمط غير منتظم في جميع مكوناته. وعرف هذا النظام الجديد كسورية "" في الرياضيات الجبرية بدقة وذلك في مؤشر مخالفة المورفولوجية : البعد كسورية ، بالأرقام المطلقة لا تعيين مقياس العظمة ، ولكن على قدر من التعقيد الرسمي للشقة أو ثلاثة تكوينات الأبعاد.

ما الأشكال يمكن اعتباره غير منتظمة ومتقطعة لا نهاية؟ الأمثلة من الطبيعة في كل مكان وهم اكتشاف التمديد الفعلي المستمر. هيكل السحب في الحركة ، وشكل الجبال ، وتنظيم السماء المرصعة بالنجوم ، والكون لانهائي من المجرات ، والكستناء ورقة بسيطة ، وقطعة من الصخر ، وقطعة من المعدن أو خلية البيولوجي ، الإنسان ، تتأثر أو الحيوان أو النبات في مناطق كثيرة من عدم انتظام على أساس مستويات المراقبة التي يتم تقديمها. مزايا هندسة كسورية هو على وجه التحديد أنه سمح لنا لوصف درجات أو مستويات من عدم انتظام توقيع التجانس Morphostructural للمادة والكون بأسره.

هذه هي جداول للنظر في وجوه ، والمتغيرات الطبيعية أو الهندسية التي تحدد درجة من الانقطاع. ومن المعروف جيدا في موضوع الفيزياء النظرية (ميكانيكا الكم) ، والعلاقة المتبادلة منطوق المراقب مع موضوع الملاحظة ، يقف في هذا المجال كأساس الرياضية ضرورية لتحديد البعد كسورية. هناك تشابه بين مواقف المراقبين في هندسة كسورية وميكانيكا الكم : وفي كلتا الحالتين ، فإن وجود التغييرات المراقب نتيجة تجربة مستمرة. ومع ذلك ، للحفاظ على سلامة المنطق ، ينبغي الإشارة إلى أن التشابه ينتهي هناك : في ميكانيكا الكم هو وجود جدا من المراقب وأدوات قياس له ، وعناصر من الواقع المادي ، وهو عامل الاضطراب. في حالة الكائنات كسورية ، يتم تعديل النتيجة وفقا لرأي مفاده أن يختار المراقب لاتخاذ : مستوى النطاق الذي mesoscopic فإنه يتوقف. في الحالتين ، لذلك ، مختلفة جدا ، وبالتالي يؤدي إلى اثنين من نماذج مختلفة جدا من العالم.

يمكن من وجهة نظر Fractalist ، وكائنات الطبيعة ، وينظر في مسافة كبيرة ، تظهر معا ، والأشكال البسيطة والعادية ، للوصف باستخدام فئات الهندسة الإقليدية التقليدية : دوائر ومثلثات ، متوازية ، المجالات ، المخاريط ، واسطوانات ، متعددات الوجوه ، وأي مزيج من هذه الأوليات الأساسية. ومع ذلك ، لاحظ عن كثب ، وهذه الأشكال الطبيعية أصبحت أكثر تعقيدا ، وأقل الخطية ، وأقل "الإقليدية" ولها ملامح وهياكل كسر سطح متفرع شباكها. إذا كان مستوى المراقبة ، وتطالب على نحو متزايد ، ما زال يتم تكريره من خلال العدسة المكبرة والمجهر ، التفاصيل يبدو أن هناك عدد لا يحصى من التفاصيل الدقيقة وثراء للميكروفيلم ، الذات المشبعة إلى ما لا نهاية الميكروفورم الانسحاب المفرط مفصلة مع المظاهر الجديدة.

بطبيعة الحال ، كسورية في الطبيعة "لن" إلى ما لا نهاية. هناك مستوى من نطاق محدود في طبيعتها لهذا الجانب النمطي هندسي متكرر : فهو إيقاف عندما يتوقف التشابه الذاتي. لكائن مثل صخرة ، فإنه يتوقف عند التحرك على المستوى الجزيئي ، والتي لا تشابه الذاتي رسمية مع الصخرة نفسها. لا يمكن أن مصطلح "كسورية" أن تستخدم كمرادف ل "متحللة في ما لا نهاية" ، الذي هو أكثر المصطلحات بمعنى "الحسية" لفترة ، وبمعناه العلمي.

رياضيا ، والنتيجة الطبيعية لصقل نطاق المراقبة يكمن في حقيقة أنه لا يعرف التماثل الإقليدية قابلا للاكتشاف في كل clast. مستويات متعددة من الوصف mesoscopic ، لا نهائية تقريبا ، لم تعد على ما يبدو لا تزال ترتبط التسلسل الهرمي ، وقوانين التناظر التي تميز عموما كائن كما يبدو كله لا يتم من خلال تجزئة جميع بدائية. أي جزء يظهر مجمل جديدة ، على ما يبدو (وهذا يعني وفقا لاعتماد وجهة نظر) اراضي الاجنبية لكل الذي تستخرج منه التفاصيل. ولكن حتى مجموعة كسورية تحتوي على كافة التفاصيل في العلاقة الهيكلية التي حددها لها قياس الأبعاد فريدة من نوعها. قانون وحدة وطنية بين كسورية المورفولوجية التي اختارها "المراقب" ، وبالتالي أي جزء من هذا النظام بات عتيقا ، ورغم أن دائما في مظهر من هذه التفاصيل الحسية تكون متنوعة ومتباينة ما لا نهاية ، والتي تعكس لعبة الاختلافات نطاق مراجعة منهجية.

في الطبيعة الفيزيائية ، إلا أن مستويات الامتثال ليست بلا حدود ، خلافا للكسورية الرياضية ، والتجريد الهندسي من دون نظيره في الواقع. الفيزيائيين التمييز بين الأشياء الطبيعية ومتعددة فركتلات (معظمهم من الكائنات إحصائيا الذاتي مشابهة) كسورية بسيطة (معظمهم من الكائنات مع مستويات مختلفة ذاتية مماثلة ، أو الناجمة عن بعضها البعض من خلال التحول في أفيني نموذج من ندفة الثلج الشهير فون كوخ ، من بين احتمالات اخرى لا تعد ولا تحصى).

خطورة الأشكال الكون كسورية

السحب بين النجوم وهناك تداخل بين كيانات مماثلة في هيكل أكثر من عدة أوامر من ضخامة في الحجم. ما هو أصل فركتلات من هذا القبيل؟ وهناك نظرية جديدة تقوم على دراسة الحرارية المتوسطة الذاتي تنجذب يكشف القياس المثمر مع الظواهر الحرجة من خصائص مرحلة تغيير نظام المادية. الظواهر التي تحدث على نطاق واسع ، ومجموعات من المجرات وsuperclusters.

مجرتنا ، درب التبانة ، وتتكون من نجوم 100000000000 وغاز الهيدروجين مختلطة مع الغبار. من بين النجوم المتوسطة تمثل الآن سوى عدد قليل في المائة من مجموع كتلة المجرة. في وقت مبكر من تشكيلها ، والغاز التي تشكل جزءا كبيرا من النجوم التي شكلتها انهيار الجاذبية. وحتى اليوم ، وتشكل بعض النجوم في السنة في درب التبانة.

ووسط ما بين النجوم أبعد ما يكون عن غاز متجانسة : يتم توزيعها في السحب من جميع الأحجام ، والتي يمكن رؤيتها في السماء والبقع السوداء قبل النجوم ، وذلك لأن الغبار يمتص الضوء المرئي (انظر الصورة أعلاه ). سحب الغاز وأكثر كثافة هم أصغر ، واعتمادا على كثافته ، فان هذا الغاز الذري أو الجزيئي (ح أو H2). في أكثف الغيوم والسحب الجزيئية ، والعناصر الثقيلة داخل شكل نجوم (الكربون والأوكسجين والنيتروجين ، الخ.) ضم إلى جزيئات ، والأنواع الأكثر وفرة هو أول أكسيد الكربون المحدودة. هذه الجزيئات تطلق انبعاثات خطوط مميزة في موجات ملليمتر. بل هم الذين هم مصدر معرفتنا للبيئة ، وذلك لأن جزيء H2 الرئيسي لا تشع وغير قابل للكشف لدرجات حرارة منخفضة جدا السائدة هناك ، وترتيب 10 درجة كلفن (263 درجة مئوية أو).

خطوط الجزيئية توفير نوعين من المعلومات. ويمكن ، أولا ، لمعرفة سحابة * ديناميات دوبلر ، وثانيا ، يرتبط كثافة لكمية الغاز على خط الأفق. ولذلك كان من الممكن ربط كتلة من الغيوم مع الداخلية سرعة * التشتت ومع حجمها. والنتيجة هي أن الرصد الشامل سحابة يختلف كقانون السلطة مع حجم ر. وبعبارة أخرى ، أم هي متناسبة مع الثالث ، حيث مد غير صحيحة السلطة ، ويعادل تقريبا 1.7. وإذا كانت البيئة ومتجانسة أو السحب كل من الكثافة نفسها ، مد يساوي 3 ، ونحن في فضاء ثلاثي الأبعاد. هذه السلطة غير صحيح ، أي أقل من أبعاد الفضاء ، هي من سمات هيكل كسورية كما تم تعريف بينوا ماندلبروت في عام 1975.

الهيكل الهرمي هو سحابة الجزيئية للغاية ، بمعنى أن يتم إجراء السحب واسعة تتكون من أصغر تكثفات أنفسهم مع شظايا صغيرة ، الخ.. ومثل الدمى الروسية ، على مدى ما لا يقل عن 5-10 المستويات. مثل أي هيكل كسورية هو ذاتي مماثل ، وهذا يعني أنها مستنسخة مع نفس الشكل على جميع المستويات. ولذلك فمن المستحيل تخمين الحجم المطلق للسحابة إذا لاحظ أننا لا نعرف بعدها.

ولاحظ أكبر الغيوم وتحولت الى كتلة من 1000000 الكتلة الشمسية ، وحجمها حوالي 300 سنة ضوئية. أكبر من الغيوم يمكن تشكيلها : والمنفصمة من قبل قوات المد والجزر نظرا لغالاكسي في حد ذاته. على الجانب الآخر من التسلسل الهرمي ، ما هو أصغر حجم لوحظ في الغيوم بين النجوم؟ ويرد الحد الأول من القرار المكاني للتلسكوبات * ، وهو جزء من الثانية للقوس * تداخل ملليمتر ، والتي تتطابق مع حجم وحدات عدة مئات الفلكية *. وكان في الآونة الأخيرة ، وذلك بفضل VLBI الدولية (خط الأساس طويل جدا التداخل) التلسكوبات آلاف الأميال بعيدا ، التي تعمل في وضع التداخل في القرار من ميلي ثانية واحدة من القوس ، هو تحديد أحجام أصغر عشر مرات مرة أخرى ، من اجل عشرات من وحدات فلكية. شظايا يكون لهذه الكتلة ما يوازي كامل من كوكب المشتري. التسلسل الهرمي السحب متفاوت جدا : النسبة بين أصغر وأكبر حجم يبلغ حوالي مليون شخص ، ونسبة كتلة 1000000000.

كيف هذه الهياكل أنها لم تكن تشكل؟ هل هم في الميزان وما هو دورها في تكوين النجوم؟ لفترة طويلة ، ويعرف علماء الفلك أن كفاءة من النجوم من بين النجوم المتوسطة ومما يثير الدهشة ، منخفضة جدا. ومع ذلك ، فإن الوقت من انهيار الجاذبية السحب قصيرة جدا ، من 250 سنة لأصغر الأجزاء ما يصل الى مليوني سنة للالسحب الجزيئية العملاقة. إذا كان الركود استمرت حتى تشكيل النجوم ، فإنه سيكون من المستحيل لتفسير استمرار سحب الغاز في المجرة منذ بدء تدريبه ، وهذا يعني من 10000000000 سنوات. ولكن في كل نطاق ، يتم إيقاف الانهيار بسبب تسخين subfragments المختلين من السحابة ، أي ما يعادل ضغط "مضطربة" قوى الجاذبية التي سلبيات النطاق. هذه الاقتراحات هي الأسرع من الصوت المضطرب والمبددة للغاية : هل تبدد موجات الصدمة التي تولدها ، والطاقة الحركية للسحابة بسرعة كبيرة (على مقياس من وقت الفراغ * سقوط). ولا بد من الحفاظ على اضطراب مستمر. ولكن عن طريق ما هي الآلية؟ فرضية واحدة المقترح هو أن تشكيل جدا من النجوم الشباب في سحابة يمكن الحفاظ على الاضطرابات في قطاع الطاقة صدر في أشكال مختلفة (طائرات الثنائي القطب ، والرياح النجمية ، والانفجارات سوبر نوفا ، الخ.). ومع ذلك ، لاحظ تشتت السرعة في السحب الجزيئية التي تشكل النجوم يشبه الى حد بعيد من الهدوء الغيوم ، التي لا شكل. ويمكن لهذا الحل لن يكون عاما.

وأخيرا جدا ، والبيئة المادية أسهل بكثير؟ واقترحت وجود قوانين التحجيم * في هذا على ما يبدو غير منظم والبيئة الفوضوية نظرية تستند فقط على خطورة يمكن أن يفسر على الارجح الظواهر. وقد تمثلت الخطوة الأولى في تصميم نموذج السحب بهذه الطريقة. تشكيل كسورية وأوضح من خلال عملية عدم الاستقرار الجاذبية ، تليها التجزئة. هذه العملية لا يوجد لديه جدول مميزة ويمكن أن تستمر السلسلة ، على أن يتم الحفاظ على الغاز في درجة حرارة ثابتة (نظام متحاور) ، وهذا يعني أنها قادرة على تبادل الطاقة الإشعاع.

سحابة من الغاز في الظروف متحاور ، كما هو الحال بالنسبة لوسط ما بين النجوم ، ويميل إلى التركيز وزيادة كثافته في الأجزاء الوسطى. لكن الوقت الحرة سقوط أقصر بكثير من كثافة أكبر ، ويصبح غير مستقر سحابة عندما يصبح مركز كثيفة جدا إلى الحافة : شظايا السحابة إلى أجزاء متعددة (عادة 5-10) أكثر الكثيفة ، والتي بدورها سوف تركز وهلم جرا ، بشكل متكرر. والنتيجة هي التسلسل الهرمي من الغيوم ، ليصبح أكثر كثافة على كل المستويات. هذه التجزئة عودي يتوقف عند كثافة عالية جدا لدرجة أن الغاز عتامة للإشعاع خاصة بها. ويمكن للغاز في وسط الغيوم ، وتحسنت مع بداية انهيار الجاذبية ، لا تشع الحرارة ونزيف ، ويستقر الضغط الناجمة عن ذلك ويحول دون الانهيار والتفتت. نظام متساوي الحرارة ، سحابة يمر نظام ثابت الحرارة ، وهذا يعني انه يمكن تبادل الطاقة لم تعد مع الخارج. أصغر الأجزاء التي يقدمها هذا النموذج تتوافق مع الهياكل احظ المذكورة أعلاه ، كتلة مساوية لكوكب المشتري.

وقد بلغ هذا الحجم ، وشظايا الاصطدام دمج أكبر لتشكيل الهياكل ، وينشأ توازن إحصائية بين الاندماج والتفكك. Il en résulte que la stabilité de l'ensemble des nuages est prolongée sur des échelles de milliards d'années. Les mouvements turbulents sont en permanence maintenus et régénérés par les instabilités gravitationnelles. La structure fractale hiérarchisée explique ainsi la stabilité de l'ensemble des nuages.

Ces premières modélisations ont donc montré que l'hypothèse selon laquelle seule la gravité pouvait être responsable de la structure fractale du milieu était plausible. Mais curieusement aucune théorie concernant un tel ensemble de fragments en équilibre quasi isotherme, de nombre variable, soumis uniquement à leur autogravitation, n'avait encore été développée. Nous avons donc étudié la thermodynamique du problème, très complexe a priori , puisque toute particule interagit avec toutes les autres. Mais il s'avère que les équations peuvent se simplifier et, surtout, nous avons pu montrer que le système est mathématiquement équivalent à celui d'un ensemble de moments magnétiques (spins), ou à un fluide dont l'état devient critique lors d'un changement de phase. Un des prototypes de ces phénomènes critiques est l'opalescence qui survient à la transition liquide-vapeur d'un fluide au point critique. Des fluctuations macroscopiques de densité se développent à toutes les échelles dans le fluide et réfractent la lumière, ce qui explique l'opalescence. L'étude des phénomènes critiques accompagnant les changements de phase a permis de comprendre toute une série de phénomènes, dès les années 1970-1980. Que ce soit dans des domaines physique ou biologique, les lois d'échelle et la formation de structures self-similaires peuvent s'interpréter de la même façon par des lois universelles, définissant des « classes d'universalité « . En effet, les fluctuations qui se développent au point critique obéissent à des lois statistiques générales, indépendantes des forces microscopiques en jeu, et fonction seulement de la dimension de l'espace et des symétries des forces. Les exposants critiques, reliés à la dimension de la structure fractale obtenue, sont alors universels.

في حالة تنجذب النظام ، وتقول النظرية ان البيئة أمر بالغ الأهمية بغض النظر عن قيم المعلمات الخارجية (مثل درجة الحرارة). ومن المتوقع بعد ذلك أن تقلبات تطوير على جميع المستويات ، والتي تتوافق مع الغيوم ، من الناحية النظرية ، فضلا عن البعد الناتجة كسورية ، مع اتفاق جيد مع الملاحظات.

نظرية ينطبق أيضا على المجرات يؤخذ على مجموعة من تنجذب نقطة. وهي تشكل بنية هرمية ، في المكتل إلى مجموعات ، ومجموعات superclusters. بين حجم مجرة ، حوالي 100،000 سنة ضوئية ، وهذا من أكبر فوقية ولاحظ (نحو بليون سنة ضوئية) والمجرات تشكيل هيكل كسورية ، جارة حجم كما 1.7 = د. بالطبع فركتل ليس بلا نهاية ، على غرار جميع الهياكل المادية الفعلية ، وهناك حدود العلوي والسفلي في الحجم. إذا كان الحد الأدنى في سلم مجرة ، ونحن لا نعرف حتى الآن حجم الدقيق الحد العلوي ، ولكننا نعرف أن الكون متجانس على نطاق واسع ، كما شهدنا من خلال مراقبة الجزء الخلفي من الكونية الميكروويف * 3 kelvins بواسطة القمر الصناعي ثاني يكون. هذا النطاق التجانس يرجع ذلك إلى حقيقة أن هياكل الذاتي هو أكثر خطورة المهيمنة على مدى تمدد الكون. نطاق واسع جدا ، وسوف يصبح البعد مد تساوي 3. بالفعل في الفهارس الموجودة من المجرات ، ونحن الكشف عن زيادة كبيرة في حجم مد الرئيسية ، ولكن مع قدر كبير من الشك لأنه يعتمد على اختيار نموذج الكون (المسافة المخصصة لكل كائن تبعا للانحناء لل الكون ، وكثافته ، والصيانة المستمرة ، وما إلى ذلك. ، والمعروف سيئة المعلمات). الجدول الذي يحدث الانتقال إلى عالم متجانس اليوم مناقشة ساخنة ، يمكن حل استطلاعات الرأي على نطاق واسع من ملايين المجرات في السنوات المقبلة.