宇宙有规律吗？星系排列是否有某种模式 还是随机？分形是什么？

　　宇宙有规律吗？几十年来，宇宙学家怀疑，宇宙是分形——也就是说，如果它看起来相同的，无论有多大的规模。在完成了对星系的大规模调查之后，科学家们终于有了答案：不，但从某种意义上讲是这样。

　　在20世纪初期，天文学家——从埃德温·哈勃开始，并发现了距我们银河系最近的星系仙女座（Andromeda）的巨大距离，开始意识到宇宙几乎是难以想象的广阔。他们还了解到，我们可以看到星系散布在近处和远处。因此，自然会产生一个问题：这些星系的排列是否有某种模式，还是完全随机的？

　　起初，它看起来是随机的。天文学家看到了巨大的星系团，每个星团包含一千个或更多的星系。还有更小的星系群，而且星系本身也可以出去玩。综上所述，观测结果使它看起来好像没有对宇宙的总体模式。

　　天文学家对此表示满意。他们长期以来一直假设一种被称为宇宙学原理的想法——也就是说，宇宙大多是同质的（从一个地方到另一个地方大致相同）和各向同性的（无论从哪个方向看都大致相同）。一堆随机的星系和星团恰好符合该原理。

　　但是在1970年代后期，星系调查变得足够复杂，足以揭示出星系排列模式的开始。除星团外，还有许多又长又细的星系细丝。有宽阔的墙壁。然后是空隙——一无所有。天文学家称其为宇宙网。这种模式将违反宇宙学原理，因为这将意味着宇宙的大区域看起来不像宇宙的其他大区域。

　　因此，也许故事还有更多。

　　宇宙中的宇宙

　　分形之父的数学家Benoit Mandelbrot提出了一个建议。分形很难令人沮丧地定义，但是它们可以足够直观地理解：无论您放大或缩小多远，它们都是重复的模式。Mandelbrot并未发明分形的概念——数学家们一直在研究自相似模式，但他创造了“分形”一词，并将其引入了我们对该概念的现代研究。

　　分形无处不在。如果放大雪花点，则会看到微型雪花。如果放大树的分支，则会看到微型分支。如果放大海岸线，则会看到微型海岸线。分形在自然中环绕着我们，分形的数学使我们能够理解宇宙中各种各样的自相似结构。

　　Mandelbrot猜测，如果分形无处不在，那么整个宇宙也许就是一个分形。也许我们所看到的星系排列中的模式是可能最大分形的开始。也许如果我们构建足够复杂的调查，就会发现嵌套结构——宇宙网内部的宇宙网，将整个宇宙填充到无穷大。

　　均质化和巴氏灭菌

　　随着天文学家对宇宙网的发现越来越多，他们对“大爆炸”的历史有了更多的了解，他们想出了一些方法来解释宇宙中大规模模式的存在。这些理论预测，宇宙仍然是均匀的，其规模比天文学家以前观察到的要大得多。

　　分形宇宙的终极考验要到本世纪才出现，那时真正的巨型测量，例如斯隆数字天空测量，已经能够绘制成千上万个星系的位置图，并以从未观察到的比例绘制宇宙网络的肖像。

　　如果分形宇宙的想法是正确的，那么我们应该看到我们的局部宇宙网嵌入在更大的宇宙网中。如果错了，那么在某个时候，宇宙网应该不再是宇宙网，并且宇宙中一个随机的，足够大的块看起来（在统计上）应该像其他任何随机块一样。

　　结果是同质，但令人难以置信。在宇宙看起来均匀之前，您必须上升约3亿光年。

　　宇宙绝对不是分形，但宇宙网的某些部分仍然具有有趣的分形性质。例如，成簇的暗物质称为“光晕”，它们容纳着星系及其星团，形成了嵌套的结构和子结构，其中光环将子光晕和子亚光晕保存在其中。

　　相反，我们宇宙的空隙并不完全是空的。它们确实包含一些微弱的矮星系，并且这些星系排列在微妙的，微弱的宇宙网形式中。在计算机模拟中，该结构内的子空隙也包含自己的宇宙网。

　　因此，虽然整个宇宙不是一个分形的，而且曼德布罗特的想法没有成立，但我们仍然可以在几乎所有观察到的地方找到分形。