Frattale cosa? (parte seconda) – L’universo è un frattale?

L’universo è un frattale?
Forse fra poco potremmo dire addio all’idea che l’universo sia nato dal big bang come singola palla di fuoco.

Perché dici questo? – mi domanda il mio cane (canis pitbullus familiaris sapiens sapiens)

Ascolta – replico –
Molti studiosi stanno esplorando una nuova teoria basata sull’ipotesi, enunciata ormai 15 anni fa, che l’universo abbia attraversato uno stadio di inflazione.

Durante questo stadio , afferma la teoria, il cosmo si “ampliò esponenzialmente” in una infinitesima frazione di secondo; dopo di che, l’universo continuò la propria evoluzione secondo il modello del big bang. Via via che gli studiosi hanno perfezionato lo scenario dell’inflazione, sono venute in luce alcune conseguenze sorprendenti, una delle quali rappresenta un cambiamento fondamentale nella visione del cosmo.

Sto ascoltando, ma cerca di essere conciso – Bleff è impaziente quest’oggi –

Secondo le versioni più recenti della teoria inflazionaria, l’universo, anziché essere una palla di fuoco in espansione, sarebbe un immenso frattale che cresce continuamente: esso sarebbe costituito da molte sfere che si rigonfiano, le quali producono nuove sfere, che a loro volta ne generano altre, all’infinito.

Mi sembra una concezione un po’ bizzarra – mi controbatte Bleff –

Affatto. E non è nata arbitrariamente, deriva dalla semplice constatazione che la  presenza dei frattali è ben percepibile nella natura attorno a noi.

Abbiamo già parlato in altra parte del blog degli ammassi e dei super ammassi di galassie, come una alternanza caotica ma ordinata e ripetitiva tra enormi spazi vuoti a concentrazioni di galassie, stelle, sistemi planetari.

La similitudine è forte ed è per questo che possiamo parlare di geometria frattale come geometria della natura applicata all’universo, “proprio perché sembra che lo stesso ordine naturale segua un percorso ordinato”.

Ecco!, io avrei finito qui, va bene? Ora sei libero di andare a leggere dell’altro altrove, ma, se hai voglia, continua a leggere, perché l’argomento è  stimolante. – dico al mio cane che si grattava.

No, vai avanti, perchè l’argomento sta diventando veramente intessante. – mi chiede il mio amico animale sapiens sapiens.

Ok, allora vado avanti.
Dicevo che nella sua forma tradizionale standard l’universo nacque circa 15 miliardi di anni fa da una singolarità cosmologica, ossia uno stato di temperatura e densità infinite. Come è ovvio questa grandezza non può essere realmente descritta in termini fisici come finita in quanto legata allo spazio-tempo, di uno spazio tempo allora indefinibile.

Dopo un tempo di espansione accelerata (inflazione) via via che l’universo si espandeva, cominciò gradualmente a raffreddarsi formando le galassie, le stelle, i sistemi planetari.

Osservando a occhio nudo il cielo stellato se ne possono ricevere impressioni contrastanti. A un primo sguardo le stelle sembrano infatti ricoprire in maniera uniforme la volta celeste. Poi, se solo si riesce a individuare la Via Lattea, si intuisce la presenza di “grumi” di materia luminosa, le galassie.

Sappiamo inoltre, da tempo, che le galassie sono a loro volta raccolte a decine di migliaia a formare gli ammassi di galassie. E negli anni Ottanta si e’ scoperto che questi ammassi sono anch’essi strutturati nei cosiddetti superammassi, tuttora oggetto di osservazione.
E’ lecito chiedersi, allora, se questo gioco a incastri continui a ripetersi su scale sempre piu’ grandi. In tal caso la materia luminosa non sarebbe distribuita in maniera uniforme, bensì in un alternarsi di pieni e di vuoti: semplificando, si potrebbe parlare di universo frattale?
A chiederselo è stato anche, proprio all’Università di Roma, il fisico della materia condensata Luciano Pietronero insieme ad altri ricercatori, compreso il premio Nobel Philip Anderson.

D’altra parte la stessa teoria inflazionaria non è sempre stata così semplice da un punto di vista concettuale, i tentativi di costruire una teoria dell’espansione esponenziale dell’universo hanno una lunga storia. Dopo varie realistiche versioni ed interpretazioni arriviamo alla parte più interessante della nostra storia, ossia alla teoria di un universo inflazionario eternamente esistente e in grado di autoriprodursi: l’Universo frattale”.

Un universo frattale rappresenterebbe, quindi, proprio un universo esponenziale che si autoriproduce.

In questo caso, piuttosto che di un monotono “Universo piatto”, omogeneo e isotropo, saremmo abitanti e prodotti di una regione di immensa complessità.
Quella complessità che, senza contraddire le leggi fondamentali della fisica e della chimica, è alla base dell’insorgere di un fenomeno altamente complesso e imprevedibile, come sono la vita e la stessa mente umana, che oggi si cimenta a indagare questi fenomeni.

Vale a dire che solo un ambiente “frattale” e altamente complesso è in grado di dare vita a sistemi che tendono a gradi sempre più elevati di autoorganizzazione e di adattamento, testimoniati oltretutto dalla evoluzione della materia vivente sul nostro piccolo pianeta.

In una simulazione al calcolatore è costituito da domini esponenzialmente ingranditi.
I picchi sono nuovi “big bang”; le loro altezze corrispondono alle densità di energia locale. Verso l’estremità dei picchi i colori fluttuano, indicando che le leggi fisiche non sono qui ancora definite. Esse risultano fissate solo nelle valli, una delle quali corrisponde al tipo di universo nel quale viviamo.
Si possono visualizzare come onde le fluttuazioni quantistiche del campo scalare in un universo inflazionario. (Il campo scalare può essere immaginato come uno spazio a n dimensioni con numeri reali o complessi associati ad ogni punto di esso- mia nota)

La teoria dell’universo frattale è una teoria assai generale, ma appare particolarmente promettente e conduce alle conseguenze più profonde nel contesto dello scenario dell’inflazione caotica.
L’evoluzione di un campo scalare genera molti domini inflazionari, come rivela la simulazione al calcolatore.

Da questa teoria segue che, se l’universo contiene almeno un dominio inflazionario di dimensioni sufficienti, allora esso comincerà a produrre incessantemente nuovi domini inflazionari. Nuovi universi.

Conclusione:
1) La questione se la materia luminosa sia distribuita in maniera uniforme o frattale va affrontata con decisione, in quanto e’ di cruciale importanza per la cosmologia. Proprio sull’omogeneita’ si basa infatti uno dei capisaldi delle teorie cosmologiche piu’ “efficienti” sviluppate finora: il cosiddetto Principio cosmologico.
La materia è ovviamente molto controversa, ma si ha il sospetto che alla base dell’approccio tradizionale ci sia una certa riluttanza, da parte dei cosmologi, a mettere in discussione il Principio cosmologico.

2) Nel riflettere sul processo di autoriproduzione dell’universo, non si può fare a meno di trovare delle analogie, per quanto superficiali possano essere. Si può dire: non è forse ciò che accade a noi? Qualche tempo fa siamo nati in una bolla, prima o poi moriremo e l’intero mondo dei nostri pensieri, dei nostri sentimenti e dei nostri ricordi scomparirà. Per rinascere in una nuova bolla?

Leggi anche: frattali parte prima : caos deterministico.

(fonte: varie ricerche su internet)

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Informazioni su bruce

Ingegnere. Io sono responsabile di quello che dico, non di quello che capisci tu. (Massimo Troisi)
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11 risposte a Frattale cosa? (parte seconda) – L’universo è un frattale?

  1. semprevento ha detto:

    Lo sai vero che un c’ho capito nulla?!
    ma hai lettori di tutto rispetto.
    Sono interessanti le foto, queste e le altre,
    per i loro disegni così perfetti che seguono un ordine ben preciso anche quando pare
    il contrario.
    Sicuramente un filo che conduce all’assoluta verità c’è…ma secondo me
    non è ancora arrivato il momento…
    Il barbiere del mio Kiro dice che preferisce esser morso da un cane
    piuttosto che avere a che dire con gli umani…
    condivido.
    🙂
    ma perchè non mi arrivano gli aggiornamenti?
    son giorni e giorni…porca miseria.
    Ciao bell’omo..sempre più impegnativo..

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  2. bruce ha detto:

    Non è vero! Hai capito eccome. Giochi sempre a fare la modesta, ma in realtà, non è la prima volta che te lo dico, sai ben interpretare i concetti. E i tuoi commenti sono sempre motivo di riflessione pittosto che di sfoggio di cultura. Eppoi non c’è bisogno di avere una grande preparazione culturale, se lo capisce anche Bleff … 😆

    E’ vero, c’è qualcosa che non va. Mi arrivano commenti da ogni parte e soprattutto duplicati. Per quanto ti riguarda, credo che non ti arrivino perchè ho notato che hai cancellato la sottoscrizione al mio blog. Proverò a farlo anch’io per prova.
    Se hai la possibilità fatti un giro su internet e guardati i disegni “frattali”. Sono immagini veramente fantastiche, artistiche, nei colori, nella forma, nella astrattezza, nella originalità.
    Ciao bella … pizzicottatrice 😆

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  3. semprevento ha detto:

    Lasciamo stare i convenevoli…
    Mi son cancellata per riconfermare l’iscrizione.. e vedere se arrivano i commenti…ma nulla.
    A te arrivano i commenti perché ora è in automatico l’avviso dei “nuovi commenti” ai post, devi essere tu che lo depenni.Altrimenti si riempie la tua casella di posta…
    Quindi quando lasci un commento stai attento alla casellina qui sotto!!!
    Ora riprovo a cancellarmi e a riconfermare l’scrizione…

    Son giorni duri questi, lo avrai notato…è iniziato il cambio di stagione…
    E stranamente sono stanca morta.:-) !
    Si sente la mia assenza vero?? 🙂
    Ma ho notato che sei in ottima compagnia…però mi raccomando ,
    non abbandonare Tiffany, io la vedo tutte le mattine, quando accompagno Sara al lavoro.
    E spesso vado a fare colazione…e ridacchio sotto i baffi…anche alle 7 del mattino i proprietari son pimpanti e sorridenti…fanno battute e ridono beati.. e si amano da morì..si sente nell’aria…
    Lui le prepara il caffè…e gleilo porge come si porge un fiore..ad una bella donna.
    poi rientro nella vita terrena e penso al lavoro..a quante cose da stirare…
    m’è calata la vista o non so cosa…ma ci vedo male…che sia la cateratta? maremma gatta , è uno sforzo anche guardare le fotografie..speriamo sia solo stanchezza.

    Kiro è tutto profumato ed ha un pelo così morbito che vien voglia di dormirci sopra 🙂 non è che sia caldo la notte quindi potei anche farlo!
    E’ una nuvola bianca. Quanto è bello…
    sai, Sara ha un amico che è un portento con i cani…e da alcuni giorni viene a prendere Kiro e gli fa un po’ di scuola…ma mi ha anche fatto un cazziatone…son troppo tenera…devo essere più decisa…si, è una parola…mi ha detto tutte le regole, io rispondevo ” si, vero, hai ragione, lo so, di sicuro, ma certo….” poi però…insomma come educatrice sono una frana…ma con la mia bimba però ho fatto un buon lavoro!!! 🙂 e mica posso essere brava in tutto!!
    Un neo ce l’ho pure io…uno solo però!

    va bon, t’ho fatto il riassunto stringato …
    Ciao bell’omo, saluta Bleff….
    grazie del suggerimento.
    Ora vo’ a ninna …..domattina alle sei la sveglia suona….

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  4. bruce ha detto:

    Ho cancellato e rifatto la sottoscrizione al tuo blog e alle foto. Vediamo se qualcosa cambierà. Praticamente mi arrivavano i tuoi aggiornamenti con relativi commenti e poi di nuovo tutti gli stessi commenti dei post dove avevo lasciato il mio.
    Seguirò il tuo consiglio e poi mi regolerò di conseguenza perchè (senza offesa per nessuno, ma qui lo posso dire …) è una vera barba leggere certi commenti sdolcinati, appiccicosi e infantili di alcuni uomini adulti, forse anche stimati professionisti, che si riducono a comportarsi come scolaretti infatuati. E poi certi commenti di damerini che fanno tanta tenerezza. :mrgreen:

    Capisco che sono giorni duri per te. Mia moglie ha portato in lavanderei già tutti i vestiti invernali e le coperte.
    Tiffay è sempre aperto, prendo il caffè latte tutte le mattine, leggo il giornale. Qualche volta manca una certa habituè 😆
    Qui ha piovuto tutto il giorno, stamattina mi ha sorpreso un temporale quando ero lungomare. Sono rientrato zuppo d’acqua e Bleff … ben lavato.
    Con Bleff, malgrado tutto il bene che gli voglio, tuttavia devo essere energico per fargli capire chi è il capo branco e il suo ruolo, perchè tende sempre a fare di testa sua (come il padrone) ma non mancano le carezze di elogio al momento giusto. Però ognuno al suo posto. Non per niente sono stato il primo del corso. 😆 Anch’io ho un neo ma non ti dico dove. :mrgreen:
    Ciao bella.

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  5. carla ha detto:

    Ciao Bruce, sono stata poco presente in questi giorni ma ho comunque letto tutto.
    Particolarmente bello quest’argomento sui “frattali”. E’ stato da Te ampiamente trattato con parole e fotografie (bellissime) ed anche io sono andata a documentarmi sulla materia.
    Certo che una Vita non basta a conoscere tutto quello che ci circonda, dietro l’angolo c’è sempre il nuovo ancora da scoprire.
    ciao

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  6. bruce ha detto:

    Ciao carla, mi fa piacere che ti piacciono certi argomenti “stuzzicanti” che non vanno tanto di moda sui blog, perchè non suscitano interesse e soprattutto non intrattengono.
    A dire il vero io mi diverto nello scrivere certi argomenti (lo facevo anche con il mio sito, ora un po’ trascurato ma che riprenderò), molto meglio di leggere passivamente un libro, perché mentre leggo, devo anche ricordare per poi riassumerlo. Il merito lo devo anche alla spalla fornita da Bleff, è come se parlassi al bar (Tiffany) con un amico.
    Ciao

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  7. Stefy ha detto:

    Buonasera, mi chiamo Stefy e sono molto interessata all’argomento frattali e sinceramente non conoscevo la teoria dell’inflazione che li riguardava e la trovo veramente fantastica, grazie mille per aver fatto questo splendido articolo.

    Stefy

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  8. gianni ha detto:

    fantastica l’idea dell’universo frattale,bello l’articolo, forse utile ampliarlo, oerfezionarlo. In effetti tutta la natura e’ un frattale, il corpo umano e’ un frattale, il cavolfiore e’ un frattale, etc etc comunque povero universe cosi sbatacchiato di ogni teoria… e’ un identikit veramente difficile da fare che ogni volta che ne catturi un dettaglio, cambia aspetto..

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    • bruce ha detto:

      L’interesse per i frattali è nata quando all’università ci siamo occupati, per gioco, della successione di Fibonacci che da origine a figure ripetitive. I frattali (forse) dovevano allora essere la espressione presente in natura che governa la proprietà dell’autosomiglianza.
      L’accostamento all’universo è una conseguenza, anche se non spigherebbe da dove uscirebbe fuori la materia nel autoriproduzione di infiniti universo.

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  9. gianni ha detto:

    hai mai sentito parlare della farfalla di Hofstadter?: …riguardo ancora l’Universo frattale diverso tempo fa mi sono trovato ad esaminare una struttura frattale di una stupidita’ oltre misura ma mi ha lincuriosito molto, perche’…se ritrovo il semplice mcad con cui l’ho fatto ti invio delle pictures, (se posso)

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