Multifractalii sugereaza existenta unui mecanism fizic necunoscut in Soare

0

Faimoasele pete de pe suprafata Soarelui sunt rezultatul dinamicii puternicelor campuri magnetice, iar numarul acestora este un indicator important al starii de activitate a stelei. La the Institute of Nuclear Physics al Polish Academy of Sciences din Krakovia, Polonia, oamenii de stiinta au condus o analiza multifractala a schimbarilor numarului de pete solare. Graficele rezultate au fost surprinzator de asimetrice, sugerand ca petele solare ar putea fi implicate in niste procese fizice necunoscute pana in acest moment.

Analiza matematica a multifractalilor dezvaluie informatii valoroase in legatura cu dinamica proceselor, pentru ca ei se nasc cu grade de complexitate variate. Rezultatele sunt utile in mai multe feluri, insa cel mai important element este faptul ca ei ne permit sa ignoram influentele cunoasterilor acumulate pana acum si sa ofere noi informatii. Intr-un articol publicat in revista Physical Review E, cercetatorii de la the Institute of Nuclear Physics al Polish Academy of Sciences (INP PAS) din Krakovia, Polonia, au demonstrat pentru prima data ca anumite caracteristici grafice ale multifracatalilor, cunoscute sub numele de singularitati spectrale ale seriei temporale, au legatura directa cu natura fenomenului analizat.

„Graficele generate de analiza multifractalilor dezvaluie o anumita asimetrie, ceea ce ne-a atras atentia. Pana acum, asimetria a fost tratata ca produs secundar al metodei computationale. Am demonstrat faptul ca asimetria poate contine informatii valoroase in legatura cu natura procesului analizat. Folosind aceasta abordare, observand unele dintre grafice, de exemplu cele legate de numarul petelor solare de pe suprafata Soarelui, am ajuns la cateva concluzii interesante”, declara Prof. Stanislaw Drozdz (INP PAS, Krakow University of Technology).

Fractalii au o calitate caractreistica a similaritatii: fiecare fragment are o asemanare cu forma inintiala, chiar si la marire sau micsorare. Este de notat faptul ca rescalarea oricarui fragment din orice fractal are loc cu aceiasi frecventa: daca marim un fractal de x ori intr-un singur loc, apar structuri similare originalului, iar daca marim intr-o alta zona, marirea se va produce in acelasi fel. Unii fractali sunt atat de specifici incat au castigat o faima extrem de mare. Printre acestia, triunghiul Sierpinski, construit in 1915 de catre Waclaw Sierpinski si explicat de catre matematicianul francez de origine poloneza Benoit Mandelbrot. Se pare, totusi ca pot exista structuri matematice si mai avansate, construite din fractali inter-tesuti intre ei intr-o anumita proportie.

„Intr-un fel, multifractalii sunt fractali de fractali. Ei nu sunt doar suma fractalilor si nu pot fi divizati pentru a ajunge la componenta originara, pentru ca modul in care ei sunt „tesuti” este modul in care fractalii exista in natura. Acest aranjament face ca fiecare fragment de multifractal sa se mareasca cu o frecventa diferita”, explica Dr Pawel Oswiecimka (INP PAS), co-autor al studiului.

Un prototip de multifractal poate fi construit la micul dejun. Nu aveti nevoie decat de unt si o bucata de paine. Divizati bucata in jumatati, insa nu o taiati complet. Luati niste unt si ungeti o jumatate, apoi pe cealalta. Apoi impartiti fiecare jumatate in doua parti egale, ungand partile rezultate ca inainte dar folosind jumatate din cantitatile de unt folosite inainte. Dupa ce procesul este repetat de mai multe ori, distributia untului pe bucata de paine va fi multifractalica precum in natura, pe masura ce discrepantele dintre cantitatile de unt de pe fiecare pereche de jumtatati devine tot mai pronuntata.

Testele facute folosind multifractali nu iau in considerare proprietatile incluse in datele legate de relatiile dintre diverse scari. Uneltele grafice de baza folosite in acest caz se numesc spectre multifractalice sau spectre ale singularitatii.

„Daca datele iau structura ca fiind un simplu fractal, graficul multifractal este redus la un punct. Daca structura multifractalica este omogena, atunci graficul ia forma ideala simetrica a unui deal fara umflaturi – o parabola inversata. Partea interesanta este ca, in cazul multor grafice create pe date concrete, nu exista o simetrie ideala. Ca regula, partea stanga este dominanta”, spune Dr Oswiecimka.

Asimetria pronuntata de stanga apare in cele mai multe cazuri pana acum. Analizand varietatea lungimilor propozitiilor din operele literare, majoritatea graficelor nu iau forma unui multifractal. Exceptiile notabile de la aceasta regula sunt nuvelele „flux de constiinta”, cel mai bine exemplificate de catre „Finnegan’s Wake” a lui James Joyce. Analizand lucrari precum aceasta, dar si altele precum „Rayuela” de Julio Cortazar si „2666” de Roberto Bolan, acestea au prezentat aceasta asimetrie stanga. Acest lucru inseamna ca toate corelatiile relevante apar in principal in variatiile dintre propozitiile lungi, in timp ce in cazul propozitiilor scurte practic dispar aceste corelatii.

Exista, totusi, fenomene care dezvaluie semne ale asimetriei de dreapta. Printre acestea este secventa intervalelor de timp in cadrul bursei de marfuri legata de momentul in care se schimba pretul actiunilor, care nu se succed in mod uniform. Din contra, exista perioade de timp in care pretul, in absenta tranzactiilor, ramane constant, apoi deodata intr-o secventa rapida de timp se schimba. Asimetria de dreapta inseamna ca, in timp ce intervalurile dintre grupuri sunt corelate slab, in principiu aleatoriu, timpii din interiorul grupurilor asociati schimbarilor legate de tranzactii sunt foarte clar legati intre ei.

Cea mai curioasa observatie a aparut atunci cand fizicienii de la INP PAS au inceput sa analizeze numarul petelor solare. Surpriza a fost faptul ca graficul nu numai ca a prezentat multifractali, dar si – ceea ce a fost o surpriza totala – o pronuntata asimetrie de dreapta. Cu toate acestea, atunci cand fluctuatiile petelor solare au o amplitudine mai mare, schimbarile sunt aleatorii si devin corelate in momentele de minim ale fluctuatilor amplitudinilor.

„Asimetria de dreapta in cazul intervalurilor de timp dintre tranzactii bursei este de inteles. Nu se intampla nimic pentru un anumit timp, apoi cineva vinde sau cumpara deodata si ceilalti se alatura apoi schimburilor. Insa ce mecanism este responsabil pentru corelatiile multifractalice ale numarului petelor solare si in principal pentru natura lor duala?”, se intreaba Prof. Drozdz.

Rezultatele analizei multifractalice asupra schimbarii numarului de pete solare pare sa sustina ipoteza prin care Soarele ar functiona nu numai conform unui mecanism responsabil pentru generarea campurilor magnetice, ci conform a doua mecanisme. Cercetarile continua in cooperare cu the Belgian Royal Observatory din Bruxeles.

sursa:

Află cum să scapi de oboseală și să-ți crești nivelul de vitalitate

Share.

About Author

Razvan este arhitect, ca si formare, un spirit-ghid, ca si chemare.

Leave A Reply

Citește articolul precedent:
Legătura dintre gânduri (planul energetic) și boli (planul fizic)

Nu trebuie să fii doctor docent pentru a-ţi da seama că o gândire negativă este inamica unui organism armonios şi...

Închide