Le modèle standard actuel de l'univers, Lambda-Cold Dark Matter, suppose que l'univers se développe conformément au terme géométrique Lambda - qui représente la constante cosmologique utilisée dans la relativité générale d'Einstein. On pourrait supposer que Lambda représente l'énergie sombre, une force mystérieuse entraînant ce que nous savons maintenant être une expansion accélérée de l'espace-temps. La matière noire froide est alors supposée être l'échafaudage qui sous-tend la distribution de la matière visible à grande échelle à travers l'univers.
Mais pour faire une tentative raisonnable de modéliser comment l'univers est - et comment il s'est déroulé dans le passé et se déroulera dans le futur - nous devons d'abord supposer qu'il est à peu près le même partout.
Ceci est parfois appelé le principe cosmologique qui stipule que, lorsqu'elles sont vues à une échelle suffisamment grande, les propriétés de l'Univers sont les mêmes pour tous les observateurs. Cela capture deux concepts - celui de isotropie, ce qui signifie que l'univers est à peu près le même partout où vous (c'est-à-dire vous) regarde et homogénéité, ce qui signifie que les propriétés de l'univers sont à peu près les mêmes pour tout des observateurs où qu'ils soient et où qu'ils regardent. L'homogénéité n'est pas quelque chose que nous pouvons nous attendre à confirmer par observation - nous devons donc supposer que la partie de l'univers que nous pouvons observer directement est un échantillon juste et représentatif du reste de l'univers.
Une évaluation de l'isotropie est au moins théoriquement possible dans notre passé cône de lumière. En d'autres termes, nous regardons l'univers et recevons des informations historiques sur son comportement dans le passé. Nous supposons ensuite que ces parties de l'univers que nous pouvons observer ont continué à se comporter de manière cohérente et prévisible jusqu'à présent - même si nous ne pouvons pas confirmer si cela est vrai tant que le temps ne s'est pas écoulé. Mais tout ce qui est en dehors de notre cône de lumière n'est pas quelque chose que nous pouvons nous attendre à connaître et donc nous ne pouvons que supposer que l'univers est homogène partout.
Maartens essaie de développer un argument pour expliquer pourquoi il pourrait être raisonnable pour nous de supposer que l'univers est homogène. Essentiellement, si l'univers que nous pouvons observer montre un niveau cohérent d'isotropie au fil du temps, cela suggère fortement que notre morceau de l'univers s'est déployé d'une manière compatible avec le fait qu'il fait partie d'un univers homogène.
L'isotropie de l'univers observable peut être fortement impliquée si vous regardez dans n'importe quelle direction et trouvez:
• distribution uniforme de la matière;
• des vitesses en vrac cohérentes des galaxies et des amas galactiques s'éloignant de nous via l'expansion universelle.
• des mesures cohérentes de la distance du diamètre angulaire (où les objets de la même taille absolue semblent plus petits à une plus grande distance - jusqu'à une distance de redshift 1,5, lorsqu'ils commencent à paraître plus grands - voir ici); et
• lentille gravitationnelle cohérente par des objets à grande échelle comme des amas galactiques.
Ces observations soutiennent l'hypothèse que la distribution de la matière et la géométrie spatio-temporelle sous-jacente de l'univers observable sont isotropes. Si cette isotropie est vraie pour tous les observateurs, alors l'univers est cohérent avec la métrique de Friedmann – Lemaître – Robertson – Walker (FLRW). Cela signifierait qu'il est homogène, isotrope et lié - pour voyager partout (simplement connecté) - ou il pourrait avoir des trous de ver (multiplier connecté), non seulement vous pouvez voyager n'importe où, mais il existe des raccourcis.
Que l'univers observable a toujours été isotrope - et continuera probablement de l'être dans le futur - est fortement corroboré par les observations du fond micro-ondes cosmique, qui est isotrope jusqu'à une échelle fine. Si cette même isotropie est visible pour tous les observateurs - alors il est probable que l'univers a, est et sera toujours également homogène.
Enfin, Maartens fait appel au principe copernicien - qui dit que non seulement nous ne pas le centre de l'univers, mais notre position est largement arbitraire. En d'autres termes, la partie de l'univers que nous pouvons observer pourrait bien être un échantillon juste et représentatif de l'univers plus large.
Lectures complémentaires: Maartens L'univers est-il homogène?
