Apakah Alam Semesta Sebenarnya Merupakan Fraktal? – Jika Anda melihat struktur yang terbentuk di Alam Semesta, banyak hal yang kita lihat dalam skala besar juga muncul dalam skala yang lebih kecil. Lingkaran cahaya materi gelap di sekitar struktur terikat terbesar yang kita ketahui mirip dengan gumpalan substruktur kecil di sekitar galaksi yang lebih kecil dan di ruang antargalaksi. Gravitasi adalah satu-satunya gaya yang signifikan pada skala terbesar di alam semesta. Dalam banyak keadaan, jika Anda menunggu cukup lama, keruntuhan gravitasi akan menghasilkan struktur yang identik, hanya saja ukurannya diperbesar atau diperkecil tergantung pada ukuran sistem Anda.
Gagasan bahwa pada akhirnya Anda akan menemukan struktur yang mengulangi pola pertama yang Anda lihat pada skala yang lebih besar, secara matematis diwujudkan dalam konsep fraktal. Ketika pola serupa muncul pada skala yang semakin kecil berulang kali, kita dapat menganalisisnya secara matematis untuk melihat apakah pola tersebut memiliki karakteristik statistik yang sama dengan struktur yang sama. lebih besar; jika ya, sifatnya seperti fraktal. Jadi, apakah alam semesta itu sendiri merupakan fraktal? www.benchwarmerscoffee.com
Secara matematis, sebagian besar dari kita terbiasa dengan bilangan real: bilangan yang dapat dinyatakan dalam format desimal, meskipun desimal tersebut panjangnya tak terhingga dan meskipun tidak pernah berulang.
Namun ada lebih banyak bilangan yang ada secara matematis daripada bilangan riil; misalnya ada bilangan kompleks. Bilangan kompleks mempunyai bagian real dan juga bagian imajiner, yaitu bilangan real dikalikan i, yang didefinisikan sebagai akar kuadrat dari -1. Angka-angka tersebut mencakup bilangan real, namun membawa kita melampaui batasan bekerja hanya dengan bilangan real saja.
Himpunan Mandelbrot adalah fraktal yang paling terkenal, yang digambarkan pada diagram di atas dan video di bawah dalam bidang kompleks, di mana sumbu x adalah nyata dan sumbu y adalah imajiner. Cara kerja himpunan Mandelbrot adalah dengan mempertimbangkan setiap kemungkinan bilangan kompleks, n, lalu melihat barisan berikut:
Cara memvisualisasikan himpunan Mandelbrot adalah dengan merepresentasikan batas antara apa yang sebenarnya ada di dalam himpunan dengan apa yang ada di luarnya, dengan kode warna yang menunjukkan seberapa jauh suatu jarak untuk menjadi anggota himpunan tersebut. (Warna-warna cerah semakin dekat dengan warna tersebut.) Seperti yang Anda lihat, banyak pola yang muncul bersifat rumit dan berulang.
Saat Anda melihat wilayah kecil yang memiliki properti yang benar-benar identik dengan keseluruhan himpunan itu sendiri, kami menyebut wilayah tersebut “serupa”. Jika sesuatu mempunyai sifat-sifat yang hampir sama dengan himpunan yang lebih besar tetapi dengan perbedaan yang tidak kentara, maka ia menunjukkan kemiripan-diri yang semu, namun jika wilayah yang kecil mempunyai sifat-sifat yang benar-benar identik dengan wilayah yang lebih besar, maka ia menunjukkan kemiripan-diri yang sesungguhnya.
Dalam himpunan Mandelbrot, Anda dapat mengidentifikasi banyak wilayah yang menunjukkan kemiripan diri semu (yang lebih umum) dan kesamaan diri sejati (yang kurang umum, namun tetap ada). Kami telah menunjukkan hal ini secara matematis pada skala yang mencakup ratusan kali lipat, jauh lebih besar daripada skala fisik yang membawa kita dari jarak terkecil antara subatom hingga seluruh Alam Semesta yang dapat diamati.
Dari sudut pandang matematis, Anda dapat melihat dengan jelas bahwa jika aturan dan ketentuan yang sama berlaku di semua skala, maka bergantung pada aturan apa yang berlaku, Anda mungkin akan mendapatkan struktur yang mirip dengan Alam Semesta, di mana apa yang muncul di skala besar juga akan sama. muncul dalam skala kecil. Ini adalah pertanyaan yang menarik perhatian pada akhir abad ke-20, ketika kita menyadari dua fakta secara bersamaan tentang kosmos.
Alam semesta, secara keseluruhan, tampaknya memiliki sejumlah besar massa yang tidak terlihat dan tidak terlihat: apa yang kita kenal sekarang sebagai materi gelap.
Kelengkungan spasial keseluruhan Alam Semesta konsisten dengan sifat datarnya, artinya jika Anda menjumlahkan semua bentuk energi yang ada di Alam Semesta, maka kepadatan kritisnya akan sama, sehingga menentukan laju ekspansi (antara lain).
Kita tahu dalam bidang fisika, astrofisika, dan kosmologi bahwa kita tidak dapat dengan tepat mensimulasikan seluruh alam semesta. Yang bisa kita lakukan adalah menyederhanakan asumsi-asumsi, lalu menyimulasikan alam semesta dengan kemampuan terbaik kita berdasarkan asumsi-asumsi tersebut. Salah satu hal menarik yang mulai kami lakukan adalah menjalankan simulasi materi gelap di Alam Semesta dalam berbagai skala.
