Zasada kosmologiczna

Co to jest zasada kosmologiczna?

Zasada kosmologiczna to fundamentalne założenie współczesnej kosmologii, głoszące że Wszechświat jest jednorodny (homogeneous) i izotropowy (isotropic) na dostatecznie dużych skalach przestrzennych. Jednorodność oznacza, że właściwości fizyczne Wszechświata są takie same w każdym miejscu przestrzeni; izotropowość, że są takie same we wszystkich kierunkach. Zasada ta jest matematyczną podstawą modeli kosmologicznych Friedmanna-Lemaître’a-Robertsona-Walkera (FLRW).

Dowody na zasadę kosmologiczną: kosmiczne mikrofalowe promieniowanie tła (CMB) jest izotropowe do 1 części na 100 000 (po odjęciu dipola ruchu własnego) – to najsilniejszy dowód izotropowości. Przeglądy galaktyk (SDSS, 2dFGRS, BOSS) pokazują, że na skalach powyżej ok. 300 Mpc rozkład galaktyk jest statystycznie jednorodny. Poszukiwania preferowanych kierunków lub miejsc w Wszechświecie (tzw. axis of evil, cold spot w CMB) nie dały jednoznacznych dowodów na naruszenie zasady. Ograniczenia: na małych skalach (< 100 Mpc) Wszechświat jest wyraźnie niejednorodny – istnieją gromady, supergromady, pustki i ściany galaktyk; zasada kosmologiczna jest asymptotyczna.

Silna zasada kosmologiczna (Hoyle, teoria stanu stacjonarnego) zakładała jednorodność Wszechświata także w czasie – każdy obserwator w każdym czasie widzi taki sam Wszechświat. Współczesna kosmologia odrzuciła tę wersję na rzecz słabszej (tylko przestrzenna jednorodność). Zasada kosmologiczna nie jest dowiodona empirycznie z doskonałą precyzją – jest roboczym założeniem potwierdzenm na dostępnych skalach obserwacyjnych.