Het huidige standaardmodel van het universum, Lambda-Cold Dark Matter, gaat ervan uit dat het universum zich uitbreidt in overeenstemming met de geometrische term Lambda - die de kosmologische constante vertegenwoordigt die wordt gebruikt in de algemene relativiteitstheorie van Einstein. Van Lambda kan worden aangenomen dat het donkere energie vertegenwoordigt, een mysterieuze kracht die aanstuurt wat we nu kennen als een versnellende uitbreiding van de ruimtetijd. Koude donkere materie wordt dan verondersteld de steiger te zijn die ten grondslag ligt aan de verspreiding van zichtbare materie op grote schaal over het heelal.
Maar om een redelijke poging te doen om te modelleren hoe het universum is - en hoe het zich in het verleden heeft ontwikkeld en in de toekomst zal ontvouwen - moeten we eerst aannemen dat het overal ongeveer hetzelfde is.
Dit wordt soms het kosmologische principe genoemd, dat stelt dat de eigenschappen van het heelal, wanneer ze op voldoende grote schaal worden bekeken, voor alle waarnemers hetzelfde zijn. Dit omvat twee concepten - die van isotropie, wat betekent dat het universum er overal ongeveer hetzelfde uitziet (dat wil zeggen u) kijk en homogeniteit, wat betekent dat de eigenschappen van het universum er ongeveer hetzelfde uitzien ieder waarnemers waar ze ook zijn en waar ze ook kijken. Homogeniteit is niet iets dat we ooit door waarneming kunnen bevestigen - dus we moeten aannemen dat het deel van het universum dat we direct kunnen waarnemen een eerlijk en representatief voorbeeld is van de rest van het universum.
Een beoordeling van isotropie is in ieder geval theoretisch mogelijk langs onze lichtkegel uit het verleden. Met andere woorden, we kijken uit naar het universum en ontvangen historische informatie over hoe het zich in het verleden heeft gedragen. We gaan er dan vanuit dat die delen van het universum die we kunnen waarnemen zich tot op heden consistent en voorspelbaar hebben gedragen, ook al kunnen we niet bevestigen of dit waar is totdat er meer tijd is verstreken. Maar alles buiten onze lichtkegel is niet iets waarvan we kunnen verwachten dat we het ooit zullen weten en daarom kunnen we alleen maar aannemen dat het universum overal homogeen is.
Maartens is bezig met het ontwikkelen van een argument waarom het redelijk zou kunnen zijn om aan te nemen dat het universum homogeen is. In wezen, als het universum dat we kunnen waarnemen een consistent niveau van isotropie vertoont, suggereert dit sterk dat ons deel van het universum zich heeft ontvouwd op een manier die consistent is met het feit dat het deel uitmaakt van een homogeen universum.
De isotropie van het waarneembare universum kan sterk worden geïmpliceerd als je in welke richting dan ook kijkt en vindt:
• consistente materieverdeling;
• consistente bulksnelheden van sterrenstelsels en galactische clusters die van ons weg bewegen via universele expansie.
• consistente metingen van de afstand van de hoekdiameter (waar objecten van dezelfde absolute grootte op grotere afstand kleiner lijken - tot een afstand van roodverschuiving 1.5, wanneer ze groter beginnen te kijken - zie hier); en
• consistente gravitatie-lensing door grootschalige objecten zoals galactische clusters.
Deze waarnemingen ondersteunen de veronderstelling dat zowel materieverdeling als de onderliggende ruimte-tijdgeometrie van het waarneembare heelal isotroop is. Als deze isotropie waar is voor alle waarnemers, dan is het universum consistent met de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker (FLRW) -statistiek. Dit zou betekenen dat het homogeen, isotroop en verbonden - zodat u overal naartoe kunt reizen (gewoon verbonden) - of het kan wormgaten hebben (vermenigvuldig met elkaar) dus u kunt niet alleen overal naartoe reizen, maar er zijn ook kortere wegen.
Dat heeft het waarneembare universum altijd isotroop - en zal dat waarschijnlijk ook in de toekomst blijven - wordt sterk ondersteund door waarnemingen van de kosmische microgolfachtergrond, die tot op een fijne schaal isotroop is. Als deze zelfde isotropie voor alle waarnemers zichtbaar is - dan is het waarschijnlijk dat het universum ook homogeen is, is en altijd zal zijn.
Ten slotte doet Maartens een beroep op het Copernicaanse principe - dat zegt dat wij dat niet alleen zijn niet het centrum van het universum, maar onze positie is grotendeels willekeurig. Met andere woorden, het deel van het universum dat we kunnen waarnemen, is misschien wel een eerlijke en representatieve steekproef van het grotere universum.
Verder lezen: Maartens Is het universum homogeen?
