El modelo estándar actual del universo, Lambda-Cold Dark Matter, supone que el universo se está expandiendo de acuerdo con el término geométrico Lambda, que representa la constante cosmológica utilizada en la relatividad general de Einstein. Se podría suponer que Lambda representa la energía oscura, una fuerza misteriosa que impulsa lo que ahora sabemos que es una expansión acelerada del espacio-tiempo. Se supone que la materia oscura fría es el andamiaje que subyace a la distribución de la materia visible a gran escala en todo el universo.
Pero para hacer un intento razonable de modelar cómo es el universo, y cómo se desarrolló en el pasado y se desarrollará en el futuro, primero tenemos que suponer que es aproximadamente el mismo en todas partes.
Esto a veces se llama el Principio Cosmológico que establece que cuando se ve a una escala suficientemente grande, las propiedades del Universo son las mismas para todos los observadores. Esto captura dos conceptos: el de isotropía, lo que significa que el universo se ve más o menos igual en cualquier lugar (es decir tú) ver y homogeneidad, lo que significa que las propiedades del universo se ven más o menos iguales para ninguna observadores donde sea que estén y donde miren. La homogeneidad no es algo que podamos esperar confirmar mediante la observación, por lo que debemos suponer que la parte del universo que podemos observar directamente es una muestra justa y representativa del resto del universo.
Una evaluación de la isotropía es al menos teóricamente posible en nuestro cono de luz pasado. En otras palabras, observamos el universo y recibimos información histórica sobre cómo se comportó en el pasado. Luego asumimos que esas partes del universo que podemos observar han seguido comportándose de manera consistente y predecible hasta el presente, a pesar de que no podemos confirmar si esto es cierto hasta que haya pasado más tiempo. Pero cualquier cosa fuera de nuestro cono de luz no es algo que podamos esperar saber y, por lo tanto, solo podemos suponer que el universo es homogéneo en todo momento.
Maartens intenta desarrollar un argumento sobre por qué podría ser razonable suponer que el universo es homogéneo. Esencialmente, si el universo que podemos observar muestra un nivel constante de isotropía a lo largo del tiempo, esto sugiere fuertemente que nuestra parte del universo se ha desarrollado de una manera consistente con ser parte de un universo homogéneo.
La isotropía del universo observable puede estar fuertemente implícita si miras en cualquier dirección y encuentras:
• distribución constante de la materia;
• Velocidades masivas consistentes de galaxias y cúmulos galácticos que se alejan de nosotros a través de la expansión universal.
• mediciones consistentes de la distancia del diámetro angular (donde los objetos del mismo tamaño absoluto se ven más pequeños a una distancia mayor, hasta una distancia de desplazamiento al rojo 1.5, cuando comienzan a verse más grandes, ver aquí); y
• lentes gravitacionales consistentes por objetos a gran escala como cúmulos galácticos.
Estas observaciones apoyan la suposición de que tanto la distribución de la materia como la geometría subyacente del espacio-tiempo del universo observable es isotrópica. Si esta isotropía es cierta para todos los observadores, entonces el universo es consistente con la métrica de Friedmann – Lemaître – Robertson – Walker (FLRW). Esto significaría que es homogéneo, isotrópico y conectado - para que pueda viajar a cualquier parte (simplemente conectado) - o podría tener agujeros de gusano (múltiplemente conectado) así que no solo puedes viajar a cualquier parte, sino que también hay atajos.
Que el universo observable tiene siempre sido isotrópico, y es probable que continúe siéndolo en el futuro, está fuertemente respaldado por las observaciones del fondo cósmico de microondas, que es isotrópico hasta una escala fina. Si esta misma isotropía es visible para todos los observadores, entonces es probable que el universo también sea, sea y sea siempre homogéneo.
Finalmente, Maartens apela al Principio de Copérnico, que dice que no solo somos nosotros no el centro del universo, pero nuestra posición es en gran medida arbitraria. En otras palabras, la parte del universo que podemos observar puede ser una muestra justa y representativa del universo más amplio.
Lectura adicional: Maartens ¿Es el universo homogéneo?
