Evren bir fraktal mıdır?

Onlarca yıldır kozmologlar evrenin büyük ölçekli yapısının fraktal olup olmadığını, ölçek ne olursa olsun aynı görünüp görünmediğini merak ediyorlardı. Ve cevap şu: hayır, pek değil. Ama bazı açılardan evet. Bak, bu karmaşık.

Evrenimiz hayal edilemeyecek kadar geniştir ve yaklaşık 2 trilyon galaksi içerir. Bu galaksiler rastgele dağılmış değiller, giderek daha büyük yapılar halinde bir araya geliyorlar. En fazla bir düzine kadar galaksi içeren gruplar var. Ayrıca bin ve daha fazla galaksiye ev sahipliği yapan kümeler var. Üstlerinde milyonlarca ışıkyılı boyunca kıvrılıp dönen üstkümeler var.

Bu hikayenin sonu mu?

20. yüzyılın ortalarında Benoit Mandelbrot Fraktallar kavramını ana akım haline getirdi. Fraktallar kavramını Mandelbrot icat etmedi -matematikçiler yüzyıllardır kendilerine benzer desenler üzerinde çalışıyorlardı- ama bu sözcüğü icat etti ve kavrama ilişkin modern çalışmamızın öncülüğünü yaptı. Fraktalın temel fikri, bir yapıyı tüm ölçeklerde tanımlamak için tek bir matematiksel formül kullanabilmenizdir. Başka bir deyişle, bir fraktalı yakınlaştırıp uzaklaştırabilirsiniz ve fraktal hala aynı şekli korur.

Fraktallar, bir ağacın dallarından kar tanesinin kenarlarına kadar doğanın her yerinde karşımıza çıkar. Ve Mandelbrot’un kendisi de evrenin bir fraktal olup olmadığını merak ediyordu. Uzaklaştıkça aynı tür yapıların tekrar tekrar ortaya çıktığını göreceğiz.

Ve bir bakıma şunu görüyoruz: evrende giderek daha büyük ölçeklerde bir yapılar hiyerarşisi. Ancak bu hiyerarşinin sonu geliyor. Belli bir ölçekte, kabaca 300 milyon ışıkyılı çapında, evren homojen hale gelir, bu da daha büyük yapıların olmadığı ve evrenin (bu ölçekte) bir yerden diğerine kabaca aynı olduğu anlamına gelir.

Evren kesinlikle bir fraktal değildir, ancak kozmik ağın bazı kısımları hala fraktal benzeri ilginç özelliklere sahiptir. Örneğin, galaksileri ve kümelerini barındıran “haleler” adı verilen karanlık madde kümeleri, iç içe geçmiş yapılar ve alt yapılar oluşturur; haleler, alt haloları ve bunların içinde alt alt haloları tutar.

Tersine, evrenimizin boşlukları tamamen boş değil. İçlerinde birkaç soluk cüce gökada bulunur… ve bu birkaç gökada, kozmik ağın ince, sönük bir versiyonunda düzenlenmiştir. Bilgisayar simülasyonlarında, bu yapı içindeki alt boşluklar da kendi efervesan kozmik ağlarını içerir.

Yani, evren bir bütün olarak fraktal olmasa ve Mandelbrot’un fikri geçerli olmasa da, baktığımız hemen hemen her yerde hâlâ fraktallar bulabiliriz.