המודל הסטנדרטי הנוכחי של היקום, Lambda-Cold Dark Matter, מניח שהיקום מתרחב בהתאם למונח הגיאומטרי למבדה - המייצג את הקבוע הקוסמולוגי ששימש בתורת היחסות הכללית של איינשטיין. ניתן להניח כי למבה מייצגת אנרגיה אפלה, כוח מסתורי המניע את מה שאנחנו יודעים כיום כהתרחבות מואצת של זמן-חלל. לאחר מכן מניחים כי חומר אפל קר הוא הפיגומים העומדים בבסיס התפלגות החומר הנראה בקנה מידה גדול ברחבי היקום.
אבל כדי לעשות כל ניסיון סביר לדגמן את היקום - ואיך הוא התפתח בעבר ויתפתח בעתיד - ראשית עלינו להניח שהוא בערך זהה בכל מקום.
זה נקרא לעיתים העיקרון הקוסמולוגי הקובע כי כשמציגים אותו בקנה מידה גדול מספיק, תכונות היקום זהות לכל הצופים. זה לוכד שני מושגים - זה של איזוטרופיה, מה שאומר שהיקום נראה בערך אותו דבר בכל מקום בו אתה נמצא (כלומר אתה) הסתכל ו הומוגניותשפירושו שמאפייני היקום נראים בערך זהים כל צופים בכל מקום שהם נמצאים ובכל מקום שהם מסתכלים. הומוגניות אינה דבר שאנו יכולים לצפות אי פעם לאשר באמצעות התבוננות - ולכן עלינו להניח שחלק היקום שאנו יכולים לצפות ישירות הוא מדגם הוגן ומייצג של שאר היקום.
הערכה של איזוטרופיה אפשרית לפחות באופן תיאורטי במורד האור של העבר שלנו. במילים אחרות, אנו משקיפים אל היקום ומקבלים מידע היסטורי על התנהלותו בעבר. לאחר מכן אנו מניחים כי אותם חלקים ביקום שאנו יכולים לצפות בהם המשיכו להתנהג באופן עקבי וצפוי עד ימינו - אף כי איננו יכולים לאשר אם הדבר נכון עד שיעבור יותר זמן. אבל כל דבר שנמצא מחוץ לקונוס האור שלנו הוא לא משהו שאנחנו יכולים לצפות אי פעם לדעת עליו, ומכאן נוכל רק להניח שהיקום הומוגני בכל רחבי העולם.
מרטנס מתחיל לפתח ויכוח מדוע זה עשוי להיות סביר לנו להניח שהיקום הומוגני. בעיקרו של דבר, אם היקום שאנחנו יכולים לצפות בו מראה רמה עקבית של איזוטרופיה לאורך זמן, זה מרמז מאוד על כך שחלק מהיקום שלנו התגלה בצורה התואמת אותו להיות חלק מהיקום ההומוגני.
ניתן להשתמע מאוד על האיזוטרופיה של היקום הנצפה אם אתה מסתכל לכיוון כלשהו ומגלה:
• חלוקת חומר עקבית;
• מהירויות בתפזורת קבועות של גלקסיות ואשכולות גלקטיות שמתרחקות מאיתנו באמצעות התרחבות אוניברסלית.
• מדידות עקביות של מרחק קוטר זוויתי (כאשר עצמים באותו גודל מוחלט נראים קטנים יותר במרחק גדול יותר - עד למרחק של משמרת אדומה 1.5, כשהם מתחילים להיראות גדולים יותר - ראו כאן); ו
• עדשות כבידה קבועות על ידי עצמים בקנה מידה גדול כמו אשכולות גלקטיים.
תצפיות אלה תומכות בהנחה כי גם חלוקת החומר וגם הגיאומטריה שבבסיס החלל של היקום הנצפה הם איזוטרופיים. אם איזוטרופיה זו נכונה לכל הצופים, היקום עולה בקנה אחד עם מדד פרידמן – למיטר – רוברטסון – ווקר (FLRW). פירוש הדבר שהוא הומוגני, איזוטרופי מחובר - כך שתוכל לנסוע לכל מקום (פשוט מחובר) - או שיש בו חורי תולעת (כפול מחובר) כך שלא רק שתוכלו לנסוע לכל מקום, אלא שיש גם קיצורי דרך.
שיש ליקום הנצפה תמיד הייתה איזוטרופית - וכנראה שתמשיך להיות כך גם בעתיד - נתמכת בתוקף על ידי תצפיות על הרקע הקוסמי הקוסמי, שהוא איזוטרופי עד קנה מידה עדין. אם אותה איזוטרופיה זו גלויה לכל הצופים - סביר להניח שליקום יש, הוא ותמיד יהיה הומוגני.
לבסוף פונה מרטנס לעיקרון הקופרניקאי - שאומר שלא רק אנחנו לא מרכז היקום, אך עמדתנו שרירותית במידה רבה. במילים אחרות, החלק של היקום שאנחנו יכולים לצפות בו עשוי בהחלט להיות מדגם הוגן ומייצג של היקום הרחב יותר.
קריאה נוספת: מרטנס האם היקום הומוגני?
