L'attuale modello standard dell'universo, Lambda-Cold Dark Matter, presuppone che l'universo si stia espandendo secondo il termine geometrico Lambda - che rappresenta la costante cosmologica usata nella relatività generale di Einstein. Si potrebbe supporre che Lambda rappresenti l'energia oscura, una forza misteriosa che guida quella che ora sappiamo essere un'espansione accelerata dello spazio-tempo. Si assume quindi che la materia oscura fredda sia l'impalcatura che sta alla base della distribuzione della materia visibile su larga scala in tutto l'universo.
Ma per fare ogni ragionevole tentativo di modellare come è l'universo - e come si è sviluppato in passato e si svolgerà in futuro - dobbiamo prima presumere che sia più o meno lo stesso ovunque.
Questo a volte viene chiamato Principio cosmologico che afferma che se viste su una scala sufficientemente ampia, le proprietà dell'Universo sono le stesse per tutti gli osservatori. Questo cattura due concetti: quello di isotropia, il che significa che l'universo sembra più o meno lo stesso ovunque tu (cioè voi) guarda e omogeneità, il che significa che le proprietà dell'universo sembrano più o meno le stesse qualunque osservatori ovunque si trovino e ovunque guardino. L'omogeneità non è qualcosa che possiamo aspettarci di confermare dall'osservazione - quindi dobbiamo presumere che la parte dell'universo che possiamo osservare direttamente sia un campione equo e rappresentativo del resto dell'universo.
Una valutazione dell'isotropia è almeno teoricamente possibile nel nostro cono di luce passato. In altre parole, guardiamo nell'universo e riceviamo informazioni storiche su come si è comportato in passato. Supponiamo quindi che quelle parti dell'universo che possiamo osservare abbiano continuato a comportarsi in modo coerente e prevedibile fino al presente, anche se non possiamo confermare se ciò sia vero fino a quando non sarà trascorso più tempo. Ma qualsiasi cosa al di fuori del nostro cono di luce non è qualcosa che possiamo aspettarci di conoscere e quindi possiamo solo presumere che l'universo sia omogeneo dappertutto.
Maartens si sta impegnando nello sviluppo di un argomento sul perché potrebbe essere ragionevole supporre che l'universo sia omogeneo. In sostanza, se l'universo che possiamo osservare mostra un livello coerente di isotropia nel tempo, ciò suggerisce fortemente che il nostro pezzo di universo si è sviluppato in modo coerente con il fatto che fa parte di un universo omogeneo.
L'isotropia dell'universo osservabile può essere fortemente implicita se guardi in qualsiasi direzione e trovi:
• distribuzione coerente della materia;
• consistenti velocità di massa di galassie e ammassi galattici che si allontanano da noi attraverso l'espansione universale.
• misurazioni coerenti della distanza del diametro angolare (in cui gli oggetti della stessa dimensione assoluta sembrano più piccoli ad una distanza maggiore - fino a una distanza di spostamento rosso 1.5, quando iniziano a sembrare più grandi - vedi qui); e
• lente gravitazionale coerente da parte di oggetti su larga scala come ammassi galattici.
Queste osservazioni supportano l'ipotesi che sia la distribuzione della materia che la geometria spazio-temporale sottostante dell'universo osservabile siano isotrope. Se questa isotropia è vera per tutti gli osservatori, allora l'universo è coerente con la metrica di Friedmann – Lemaître – Robertson – Walker (FLRW). Ciò significherebbe che è omogeneo, isotropico e collegato - così puoi viaggiare ovunque (semplicemente connesso) - o potrebbe avere wormhole (moltiplicare collegato), quindi non solo puoi viaggiare ovunque, ma ci sono scorciatoie.
Che l'universo osservabile ha sempre stato isotropico - e probabilmente continuerà ad esserlo anche in futuro - è fortemente supportato dalle osservazioni del fondo cosmico a microonde, che è isotropico fino a una scala fine. Se questa stessa isotropia è visibile a tutti gli osservatori, allora è probabile che l'universo abbia, sia e sarà sempre anche omogeneo.
Infine, Maartens fa appello al Principio copernicano - che afferma che non solo siamo noi non il centro dell'universo, ma la nostra posizione è in gran parte arbitraria. In altre parole, la parte dell'universo che possiamo osservare potrebbe essere un campione equo e rappresentativo dell'universo più ampio.
Ulteriori letture: Maartens L'universo è omogeneo?
