Фізики обґрунтували виникнення у Всесвіті об'єктів з великою різноманітністю мас, що підпорядковуються правилу ієрархії: чим менше маса тіл, тим більша їх кількість.
Адріан Бежан, фізик-теоретик з американського університету Дюка, ще в 1996 році сформулював закон, який назвав «законом конструкції» в природі. Дуже коротко сенс закону полягає в наступному: система розвивається таким чином, щоб забезпечити найбільшу ефективність, при цьому виникають ієрархічні структури за принципом «великих мало, маленьких багато». Зокрема, якщо в системі є напруженість, то еволюція системи повинна протікати так, щоб зняти напруженість за найкоротший час.
На основі цього закону Адріан Бежан і його студент Рассел Уегстаф обґрунтували виникнення в ранньому Всесвіті тіл різних мас за ієрархічним принципом: великих тіл мало, а маленьких багато. Результати роботи були опубліковані в журналі Journal of Applied Physics.
Ранній Всесвіт на певному етапі розвитку можна розглядати як обсяг, рівномірно заповнений частинками. Оскільки кожна з них взаємодіє з іншими гравітаційною силою, система знаходиться в напрузі і нестійка. У деякий момент часу частинки починають угруповатися, утворюючи тіла різних розмірів. При цьому напруга вбиває.
Автори роботи за допомогою мислених експериментів і простих рівнянь фізики, показують, що найшвидший спосіб зменшення напруги і відповідно еволюції Всесвіту - це формування ієрархії всіляких мас. Іншими словами, якщо всі тіла, що виникають, мають близькі маси, напруга буде зменшуватися менш ефективно, а еволюція Всесвіту відбувається повільніше. Природа ж «воліє» швидкий шлях. Зазначений механізм поширюється і на формування планетних систем.
До цього Адріан Бежан застосовував свій «закон конструкції» для інших систем: басейну річок, кореневої системи рослин, кровоносно-судинної системи людини і навіть для тріщин на поверхні фарби або ґрунту. В останньому випадку ієрархічне розтріскування підвищує ефективність висихання.
"Ми знаємо з досвіду, що об'єкти, які відчувають об'ємне натягнення, тріскаються, і вони миттєво тріскаються всюди, - каже Бежан. Найпростіший приклад - це фарба, що охоплює на стіні. При висиханні вона стискається, приводячи всю систему в напругу. Потім бум - і раптово вона вся швидко тріскається, вивільнивши напругу. І дизайн цього рельєфу має ієрархічну структуру, тобто кілька великих тріщин і багато дрібних ".
"Всі об'ємні руйнування є ієрархічними. Ви ніколи не побачите рівномірне розтріскування або обсипання, - додає Бежан. У небесній механіці є дуже стара ідея, що тіла злипаються і ростуть під дією сили тяжкості, що, звичайно, правильно. Але зростання - це одне, а те, що зростає ієрархічно, а не все в одному і тому ж розмірі, це інше ".
За матеріалами Університету Дюка