Se un frattale è il risultato di una formula ricorsiva, quale sistema ricorsivo ha generato i frattali cosmici?

La domanda e’ molto bella e coglie uno degli aspetti piu’ affascinanti del mondo della complessita’ e cioe’: perche’ la natura genera strutture complesse, frattali etc.
I sistemi ricorsivi a cui si fa riferimento corrispondono ai piu’ semplici algoritmi geometrici per generare queste strutture ma poi la comprensione di come queste si generano in un fenomeno naturale puo’ essere molto diverso.
Ad esempio il metodo piu’ semplice per costruire un cerchio (o una sfera) e’ con il compasso. Chiaramente questo non ci aiuta direttamente a capire perche’ la terra e’ (circa) sferica.
Per capire questo bisogna considerare la dinamica di una sfera fluida e capire che la sfera e’ la struttura che minimizza l’energia.


La geometria frattale rappresenta lo strumento quantitativo e matematico per
la caratterizzazione di strutture intrinsecamente complesse, come gli alberi,
i fulmini, i fiocchi di neve, le nuvole, e gran parte delle forme naturali che
siamo abituati a vedere guardando fuori dalla finestra.
Ma anche nel nostro corpo per esempio, la natura ha adottato una distribuzione
irregolare per risolvere vari “problemi”, come la struttura dei vasi sanguigni
o dei polmoni.


Prima dell’avvento della geometria frattale i dati delle galassie sono stati
studiati attraverso un metodo statistico che assumeva che la distribuzione
fosse uniforme, e dunque ne caratterizzava la disomogeneità.
Il problema di questo metodo è semplicemente che la sua applicazione
ad una distribuzione che uniforme non è, un frattale per esempio, porta
ad una serie di risultati matematicamente inconsistenti.

La comprensione della natura frattale della distribuzione a larga scala
della materia luminosa porta con sé in maniera naturale delle differenti
questioni teoriche rispetto a quelle comunemente stabilite attraverso i metodi usuali.
Dunque se da una parte il dibattito sulla natura frattale della distribuzione delle
galassie riguarda una questione di grandezze scala, cioè fino a che distanza
le galassie abbiano proprietà frattali, dall’altra apre la via per lo studio di
queste strutture, a prescindere dalle scale, con una prospettiva diversa rispetto
all’approccio tradizionale.



La distribuzione della galassie su larga scala.

Per le strutture cosmiche frattali l’interpretazione usuale e’ che siano originate dalla instabilita’ gravitazionale a partire dalle piccole fluttuazioni che hanno lasciato una traccia nella radiazione del fondo cosmico. Noi abbiamo mostrato che l’estensione delle proprieta’ frattali e’ molto piu’ grande di quanto ci si puo’ aspettare con questo
meccanismo. Questo ha generato un notevole dibattito scientifico negli ultimi anni che e’ riportato nell’ottimo libro: “Discovery of Cosmic Fractals” di Y. Baryshev e P. Teerikorpi.
La traduzione italiana del 2005 e’ della Boringhieri e si intitola “La Scoperta dei Frattali Cosmici”.

Direi quindi che certamente la gravita’ ha un ruolo ma probabilmente c’e’ anche qualcos’altro ancora da capire. Un problema indubbiamente affascinante.

Chi fosse interessato ad un approfondimento puo’ consultare la pagina WEB del nostro gruppo: http://pil.phys.uniroma1.it