Что внизу, то и наверху

И. Иванов

Вынесенную в заголовок максиму недавно еще раз подтвердили американский химик и космолог. Они выполнили и опубликовали пионерскую работу по применению в астрофизике галактик методов статистической механики сплошных сред. Она на микроуровне изучает распределение частиц среды. Ее цель — предсказать физические и химические свойства разупорядоченной гетерогенной среды на макроуровне, будь это жидкости, коллоидные суспензии или композитные материалы. Для характеристики широкого диапазона микроструктур теория предлагает широкий набор математических подходов, расчетных схем и вычислительных методов.

В этот ряд ученые успешно добавили и галактические кластеры, и всю наблюдаемую Вселенную. Профессор химического факультета Принстонского университета Сальваторе Торквато (Salvatore Torquato) и доктор Оливер Филкокс (Oliver Philcox) из Института перспективных исследований в Принстоне подробно изучили новейшие обзоры галактик, с помощью которых астрофизики ищут темное вещество.

В журнале Physical Review X они опубликовали статью под названием «Разупорядоченная гетерогенная Вселенная: распределение галактик и их кластеризация на разных постранственных масштабах». Авторы не только показали, что приципиально возможно применять статистические методы ко всей Вселенной, но и получили новые интересные результаты.

Для самых крупных масштабов ученые рассматривали галактики как точки, подобные атомам вещества. Удалось определить корреляционные функции галактик, распределения пустот в них, статистические характеристики их кластеров, меры порядка и беспорядка на различных космических масштабах. Исследователи нашли параметры космоса, которые были аналогичны тем, что обычно используют при классфикации микроструктуры материалов. В работе авторы вводят новые величины, характеризующие разномасштабную структуру галактик.

Свой набор теоретических и расчетных техник профессор называет «зоологией», по-видимому намекая на сложность их интерперетации. Он говорит, что работа также заставила его задуматься об обратном применении галактических параметров к науке о материалах, которую он изучает всю жизнь.

Статистика Вселенной дает коррелированный беспорядок, определенно не случайную структуру. Причиной космологи считают начальный плотный контакт зародышей галактик после Большого взрыва. Авторы обсуждают и вычисляют космологические параметры, например скорость расширения Вселенной, которые накладывают ограничения на амплитуду квантовых флуктуаций при Большом взрыве. Работа ставит новые вопросы и сужает требования к теории образования галактик. Фактически она закладывает новое направление в астрофизике.

Разные разности
Споры против полиуретана
Ученые создали биоразлагаемый материал с помощью почвенных штаммов бактерии Bacillus subtilis, способных разрушать термополиуретан. Решение очень простое — подмешать бактерии к полимерам. Причем не сами бактерии, а их споры, которые остаютс...
Бактериофаги против дезодорантов
Метагеномный анализ кожной флоры позволил найти главного злоумышленника, виновного в резком запахе пота — это бактерии Staphylococcus hominis. Но можно ли от них избавиться, не убивая другие кожные бактерии? Исследователи предложили логичное реш...
Липучка против трипсов
Химики ищут замену инсектицидам, подсматривая за тем, как разные растения сами защищаются от вредных насекомых. Некоторые растения выделяют липкие вещества из так называемых железистых волосков. К ним прилипают насекомые-вредители и погибают. Эта стр...
Этанол против гриппа
Во время пандемии ковида в соцсетях распространилось видео, на котором наш соотечественник демонстрировал свой метод лечения ковида — ингаляцию парами этанола. Но тогда над ним посмеялись и отмахнулись. Похоже — зря. Японские исследователи ...