Obecny standardowy model wszechświata, Lambda-Cold Dark Matter, zakłada, że wszechświat rozszerza się zgodnie z geometrycznym terminem Lambda - który reprezentuje stałą kosmologiczną stosowaną w ogólnej teorii względności Einsteina. Można założyć, że Lambda reprezentuje ciemną energię, tajemniczą siłę napędzającą to, co teraz wiemy, że jest przyspieszającym rozszerzaniem czasoprzestrzeni. Zakłada się, że zimna ciemna materia jest rusztowaniem, które leży u podstaw rozkładu widocznej materii na dużą skalę we wszechświecie.
Ale aby podjąć jakąkolwiek rozsądną próbę modelowania tego, jak wszechświat jest - i jak rozwijał się w przeszłości i rozwija się w przyszłości - najpierw musimy założyć, że wszędzie jest mniej więcej taki sam.
Jest to czasami nazywane Zasadą Kosmologiczną, która stwierdza, że patrząc na wystarczająco dużą skalę, właściwości Wszechświata są takie same dla wszystkich obserwatorów. Przechwytuje to dwie koncepcje - koncepcję izotropia, co oznacza, że wszechświat wygląda mniej więcej tak samo w każdym miejscu (to znaczy ty) patrz i jednorodność, co oznacza, że właściwości wszechświata wyglądają mniej więcej tak samo każdy obserwatorzy, gdziekolwiek są i gdziekolwiek spojrzą. Jednorodność nie jest czymś, czego możemy się spodziewać po potwierdzeniu przez obserwację - więc musimy założyć, że część wszechświata, którą możemy bezpośrednio obserwować, jest uczciwą i reprezentatywną próbką reszty wszechświata.
Ocena izotropii jest co najmniej teoretycznie możliwa w dół naszego dawnego stożka światła. Innymi słowy, patrzymy na wszechświat i otrzymujemy historyczne informacje na temat jego zachowania w przeszłości. Zakładamy, że te części wszechświata, które możemy obserwować, zachowywały się w sposób spójny i przewidywalny aż do teraźniejszości - nawet jeśli nie możemy potwierdzić, czy jest to prawdą, dopóki nie minie więcej czasu. Ale wszystko poza naszym stożkiem światła nie jest czymś, o czym możemy się spodziewać, i dlatego możemy jedynie założyć, że wszechświat jest jednorodny.
Maartens od dłuższego czasu rozwija argumentację, dlaczego rozsądne byłoby założenie, że wszechświat jest jednorodny. Zasadniczo, jeśli wszechświat, który możemy obserwować, wykazuje stały poziom izotropii w czasie, to zdecydowanie sugeruje, że nasz kawałek wszechświata rozwinął się w sposób spójny z tym, że jest on częścią jednolitego wszechświata.
Izotropia obserwowalnego wszechświata może być silnie implikowana, jeśli spojrzysz w dowolnym kierunku i znajdziesz:
• spójny rozkład materii;
• stałe prędkości objętościowe galaktyk i gromad galaktycznych oddalających się od nas poprzez uniwersalną ekspansję.
• spójne pomiary odległości średnicy kątowej (gdy obiekty o tym samym rozmiarze bezwzględnym wydają się mniejsze z większej odległości - aż do odległości przesunięcia ku czerwieni 1.5, gdy zaczną wyglądać na większe - patrz tutaj); i
• spójne soczewkowanie grawitacyjne przez obiekty o dużej skali, takie jak gromady galaktyczne.
Obserwacje te potwierdzają założenie, że zarówno rozkład materii, jak i leżąca u jej podstaw geometria czasoprzestrzenna obserwowalnego wszechświata jest izotropowa. Jeśli ta izotropia jest prawdziwa dla wszystkich obserwatorów, wszechświat jest zgodny z miernikiem Friedmanna – Lemaître – Robertsona – Walkera (FLRW). Oznaczałoby to, że jest jednorodny, izotropowy i połączony - abyś mógł podróżować w dowolnym miejscu (po prostu podłączony) - lub może mieć tunele czasoprzestrzenne (zwielokrotnione połączenie), więc nie tylko możesz podróżować gdziekolwiek, ale są też skróty.
To, co ma obserwowalny wszechświat zawsze był izotropowy - i prawdopodobnie będzie tak nadal w przyszłości - jest silnie wspierany przez obserwacje kosmicznego tła mikrofalowego, które jest izotropowe w niewielkiej skali. Jeśli ta sama izotropia jest widoczna dla wszystkich obserwatorów - prawdopodobne jest, że wszechświat ma, jest i zawsze będzie jednorodny.
Wreszcie Maartens odwołuje się do zasady kopernikańskiej - która mówi, że nie tylko my nie centrum wszechświata, ale nasza pozycja jest w dużej mierze arbitralna. Innymi słowy, część wszechświata, którą możemy obserwować, może być uczciwą i reprezentatywną próbką szerszego wszechświata.
Dalsza lektura: Maartens Czy wszechświat jest jednorodny?
