Kuten ylhäällä, niin myös alhaalla

Tiedelehti New Scientist uutisoi viime elokuussa radioastrologeista, jotka ovat löytäneet suurimman tunnetun aukon maailmankaikkeudessa. Tämä suunnaton tyhjyys, joka on halkaisijaltaan lähes miljardin valovuoden levyinen, haastaakin osaltaan teoriat siitä, miten maailmankaikkeuden rakenteiden on ajateltu muotoutuneen.

Perinteinen kosmologia nojaa oletukseen, jonka mukaan - tarkasteltaessa maailmankaikkeutta laajimmilla mittakaavoilla - materia levittäytyy tasaisesti kaikkialla avaruudessa. Kosmologit kutsuvatkin tätä ”tasaiseksi” rakenteeksi. Löydetty aukko on puolestaan täysin tyhjä. Näin ollen se ei sovi perinteisten mallien periaatteisiin, koska niiden mukaan yhdessä kohdassa ei tulisi olla suurta aukkoa ja toisessa jättimäistä materiarypästä.

Vastauksena tähän on esitetty, että maailmankaikkeus on itse asiassa fraktaali. Fraktaalit - latinan sanasta fractus, 'rikottu kivi', 'epäsäännöllinen' - ovat geometrisiä kuvioita, joiden rosoinen muoto säilyy samana, vaikka niitä suurennettaisiin mielivaltaisesti - niiden muoto toistaa itseään siis mittakaavasta ja asteesta riippumatta. Hyvä esimerkki fraktaalisesta kuviosta, jossa sama rakenne toistuu eri mittakaavoissa, on Kochin käyrä:

Kochin käyrän lähtökohtana on tasasivuinen kolmio. Jokaiselle sen sivuista asetetaan uusi kolmio, jonka sivun pituus on kolmannes alkuperäisen kolmion sivun pituudesta - näin on muodostunut kuusisakarainen tähti. Jatkamalla tätä menetelmää lukuisia kertoja saadaan muoto, joka muistuttaa lumihiutaletta ja jonka reunaviivaa suurentamalla saadaan näkyviin yhä uusia ja uusia sakaroita - aina äärettömään saakka.

Näin ollen maailmankaikkeus olisi siis erittäin yksityiskohtainen, muttei koskaan tasainen. Fraktaalien mukaan järjestynyt maailmankaikkeus ohittaisikin ne kosmologian standardiopit, joihin on totuttu luottamaan: esimerkiksi Einsteinin kosmologiset yhtälöt sekä teoria alkuräjähdyksestä ja universumin laajenemisesta menettäisivät nykyisen vallitsevan asemansa. Nykyfysiikan pääongelmien - kuinka esimerkiksi yhdistää pieni erittäin suuren kanssa - ratkaisussa fraktaaleilla näyttäisi kuitenkin olevan oma keskeinen asemansa - kyse kun on kuitenkin juuri mittakaavaan sidotuista ja niitä käsittelevistä kysymyksistä.

Joka tapauksessa tutkimukset vaihtelevilla aloilla ovat jo osoittaneet, että useita eri toimintoja ja ilmiöitä voidaan mallintaa fraktaaleilla: muun muassa verisuonten haaroittumista, galaksien jakautumista, kasvien kasvua, maanjäristysten ja rannikoiden muotoja. Onkin mielenkiintoista huomata, että tämä toistuvuus, tämä samankaltaisia rakennelmia tuottava toimintaperiaate esiintyy niin laaja-alaisena ja perustavanlaatuisena.

Tätä vasten ei pitäisikään olla minkäänlainen ihme, kuinka kuvat aivosolusta ja astrofyysikoiden simuloimasta universumin kehityksestä muistuttavat hämmästyttävästi toisiaan: