Nykyisessä maailmankaikkeuden standardimallissa, Lambda-Cold Dark Matter, oletetaan, että maailmankaikkeus laajenee geometrisen termin Lambda mukaisesti - mikä edustaa Einsteinin yleisessä suhteellisuussuhteessa käytettyä kosmologista vakioita. Lambdan voidaan olettaa edustavan tummaa energiaa, salaperäistä voimaa, joka ajaa sitä, mitä me nyt tiedämme olevan avaruus-ajan kiihtyvä laajeneminen. Kylmän pimeän aineen oletetaan sitten olevan teline, joka perustuu näkyvän aineen jakautumiseen laajassa mittakaavassa koko maailmankaikkeudessa.
Mutta yrittäessään kohtuullisesti yrittää mallintaa kuinka maailmankaikkeus on - ja miten se kehittyi menneisyydessä ja avautuu tulevaisuudessa -, meidän on ensin oletettava, että se on suunnilleen sama kaikkialla.
Tätä kutsutaan toisinaan kosmologiseksi periaatteeksi, jonka mukaan maailmankaikkeuden ominaisuudet ovat riittävän suuressa mittakaavassa kaikille tarkkailijoille samat. Tämä kattaa kaksi käsitettä - isotrooppisuus, mikä tarkoittaa, että maailmankaikkeus näyttää suunnilleen samalta missä tahansa (eli sinä) Katso ja homogeenisuus, mikä tarkoittaa, että maailmankaikkeuden ominaisuudet näyttävät suunnilleen samoilta minkä tahansa tarkkailijat missä he ovat ja missä he katsovat. Homogeenisuus ei ole jotain, jonka voimme odottaa vahvistavan koskaan havainnoimalla - joten meidän on oletettava, että se maailmankaikkeuden osa, jota voimme suoraan tarkkailla, on oikeudenmukainen ja edustava näyte muun maailmankaikkeudesta.
Isotropian arviointi on ainakin teoreettisesti mahdollista menneisyyden valokartion alapuolella. Toisin sanoen katsomme maailmankaikkeuteen ja saamme historiallista tietoa siitä, kuinka se käyttäytyi aikaisemmin. Oletetaan sitten, että ne maailmankaikkeuden osat, joita voimme havaita, ovat käyttäytyneet johdonmukaisella ja ennustettavalla tavalla aina nykypäivään saakka - vaikka emme voi vahvistaa onko tämä totta, ennen kuin enemmän aikaa on kulunut. Mutta mikään valokertomomme ulkopuolella ei ole asia, josta voimme odottaa koskaan tietävän, ja siksi voimme vain olettaa, että maailmankaikkeus on homogeeninen kaikkialla.
Maartens pyrkii kehittämään väitettä siitä, miksi meille saattaa olla järkevää olettaa, että maailmankaikkeus on homogeeninen. Pohjimmiltaan, jos havaittavissa oleva maailmankaikkeus osoittaa jatkuvan isotrooppiasisällön ajan myötä, tämä viittaa voimakkaasti siihen, että maailmankaikkeuksemme bitti on avautunut tavalla, joka on yhdenmukainen sen kanssa, että se on osa homogeenista maailmankaikkeutta.
Havaittavan maailmankaikkeuden isotroopia voi olla voimakkaasti implisiittinen, jos katselet mitä tahansa suuntaa ja löydät:
• johdonmukainen ainejakauma;
• galaksien ja galaktisten klustereiden tasaiset massanopeudet, jotka liikkuvat meistä universaalisen paisumisen kautta.
• kulmahalkaisijan etäisyyden johdonmukaiset mittaukset (kun saman absoluuttisen koon esineet näyttävät pienemmiltä suuremmalla etäisyydellä - kunnes punasuunnan etäisyys 1,5, kun ne alkavat näyttää suuremmalta - katso tästä); ja
• johdonmukainen painovoimaobjektiivi suurten esineiden, kuten galaktisten klustereiden avulla.
Nämä havainnot tukevat olettamusta, että havaittavan universumin sekä ainejakauma että sen taustalla oleva avaruus-geometria ovat isotrooppisia. Jos tämä isotropia on totta kaikille tarkkailijoille, maailmankaikkeus on yhdenmukainen Friedmann – Lemaître – Robertson – Walker (FLRW) -mittarin kanssa. Tämä tarkoittaisi, että se on homogeeninen, isotrooppinen ja kytketty - joten voit matkustaa minne tahansa (yksinkertaisesti kytketty) - tai siinä voi olla madonreikiä (moninkertaisesti kytketty), joten paitsi matkustaa minne tahansa, myös oikosulkuja on.
Että havaittavissa olevalla maailmankaikkeudella on aina olleet isotrooppisia - ja todennäköisesti jatkossakin niin tulevaisuuteen - tuetaan voimakkaasti kosmisen mikroaaltotaustan havainnoista, joka on isotrooppinen pieneen mittakaavaan saakka. Jos tämä sama isotropia on näkyvissä kaikille tarkkailijoille - niin on todennäköistä, että maailmankaikkeudessa on, on ja tulee aina olemaan homogeeninen.
Lopuksi Maartens vetoaa Kopernikaaniseen periaatteeseen - joka sanoo, että emme ole vain me ei maailmankaikkeuden keskipiste, mutta asemamme on suurelta osin mielivaltainen. Toisin sanoen se osa maailmankaikkeutta, jota voimme havaita, voi hyvinkin olla rehellinen ja edustava näyte laajemmasta maailmankaikkeudesta.
Lisätietoja: Maartens Onko maailmankaikkeus homogeeninen?
