Текущая стандартная модель вселенной, Lambda-Cold Dark Matter, предполагает, что вселенная расширяется в соответствии с геометрическим термином Lambda - который представляет космологическую постоянную, используемую в общей теории относительности Эйнштейна. Можно предположить, что лямбда представляет темную энергию, таинственную силу, движущую, как мы теперь знаем, ускоряющееся расширение пространства-времени. Тогда предполагается, что холодная темная материя является основой, которая лежит в основе распределения видимой материи в большом масштабе по всей вселенной.
Но чтобы предпринять какие-либо разумные попытки смоделировать, как устроена вселенная - и как она развернулась в прошлом и развернется в будущем - мы сначала должны предположить, что она везде примерно одинакова.
Это иногда называют космологическим принципом, который утверждает, что при рассмотрении в достаточно большом масштабе свойства Вселенной одинаковы для всех наблюдателей. Это отражает две концепции: изотропностьЭто означает, что Вселенная выглядит примерно одинаково везде, где вы вы) посмотри и гомогенность, что означает, что свойства вселенной выглядят примерно одинаково для Любые наблюдатели, где бы они ни были и куда бы они ни смотрели. Однородность - это не то, что мы можем когда-либо подтвердить путем наблюдения, поэтому мы должны предположить, что часть вселенной, которую мы можем наблюдать непосредственно, является справедливой и представительной выборкой остальной части вселенной.
Оценка изотропии, по крайней мере, теоретически возможна в нашем прошлом световом конусе. Другими словами, мы смотрим на вселенную и получаем историческую информацию о том, как она вела себя в прошлом. Затем мы предполагаем, что те части вселенной, которые мы можем наблюдать, продолжали вести себя последовательным и предсказуемым образом вплоть до настоящего времени - даже при том, что мы не можем подтвердить, правда ли это, пока не пройдет больше времени. Но все, что находится за пределами нашего светового конуса, не является чем-то, о чем мы можем ожидать, и поэтому мы можем только предполагать, что вселенная однородна повсюду.
Мартенс разработал аргумент о том, почему для нас было бы разумно предположить, что вселенная однородна. По сути, если наблюдаемая нами вселенная демонстрирует постоянный уровень изотропии во времени, это убедительно свидетельствует о том, что наша часть вселенной развернулась таким образом, что она является частью однородной вселенной.
Изотропия наблюдаемой вселенной может быть сильно выражена, если вы посмотрите в любом направлении и обнаружите:
• последовательное распределение материи;
• постоянные объемные скорости галактик и галактических скоплений, удаляющихся от нас посредством универсального расширения.
• последовательные измерения расстояния по угловому диаметру (где объекты одинакового абсолютного размера выглядят меньше на большем расстоянии - до расстояния красного смещения 1,5, когда они начинают выглядеть больше - см. Здесь); а также
• постоянное гравитационное линзирование крупномасштабными объектами, такими как галактические скопления.
Эти наблюдения подтверждают предположение о том, что как распределение материи, так и лежащая в основе геометрия пространства-времени наблюдаемой вселенной являются изотропными. Если эта изотропия верна для всех наблюдателей, то Вселенная согласуется с метрикой Фридмана-Леметра-Робертсона-Уокера (FLRW). Это будет означать, что он является однородным, изотропным и связаны - так что вы можете путешествовать куда угодно (просто подключен) - или это могут быть червоточины (многосвязный) так что не только вы можете путешествовать куда угодно, но есть короткие пути.
Что наблюдаемая вселенная имеет всегда был изотропным - и, вероятно, останется таковым в будущем - сильно подтверждается наблюдениями за космическим микроволновым фоном, который изотропен вплоть до мелкого масштаба. Если эта же изотропия видна всем наблюдателям, то вполне вероятно, что вселенная имеет, есть и всегда будет однородной.
Наконец, Мартенс обращается к Принципу Коперника, который гласит, что мы не только не центр вселенной, но наша позиция в значительной степени произвольна. Другими словами, часть вселенной, которую мы можем наблюдать, вполне может быть справедливой и репрезентативной выборкой более широкой вселенной.
Дальнейшее чтение: Мартенс Является ли вселенная однородной?
