Zasada kosmologiczna

Głębokie Południowe Pole Hubble’a demonstruje zasadę kosmologiczną

Zasada kosmologicznapostulat w kosmologii teoretycznej i obserwacyjnej używany w co najmniej dwóch znaczeniach:

  • słabszym: prawa fizyki są identyczne w całym Wszechświecie,
  • mocniejszym (silniejszym): Wszechświat jest jednorodny i izotropowy w dużych skalach przestrzennych[1]. Innymi słowy: dla dowolnie położonego obserwatora wygląda podobnie, a uśrednione parametry go charakteryzujące są wszędzie takie same.

W obydwu wypadkach zasada kosmologiczna bywa też nazywana zasadą kopernikańską[2] – mimo że ten termin ma również inne znaczenie, a Kopernik nie postulował zasady kosmologicznej[3].

Postulat ten ma przesłanki filozoficzne (brzytwa Ockhama), a także obserwacyjne. Obserwacje te dotyczą zarówno izotropowości kosmicznego promieniowania tła, jak również rozkładu galaktyk w skali setek megaparseków.

Zasada kosmologiczna w różnych modelach Wszechświata

Większość modeli kosmologicznych była i jest konstruowana zgodnie z tą zasadą:

Rozważa się też modele łamiące zasadę kosmologiczną – zwykle po jednym z jej elementów.

  • Modele niejednorodne:
    • model Lemaître'a-Tolmana-Bondiego,
    • model Szekeresa.
  • Modele anizotropowe:
    • model Bianchiego.

Doskonała zasada kosmologiczna

Dawniej rozważano również możliwość obowiązywania doskonałej zasady kosmologicznej, według której obraz Wszechświata nie zależy nie tylko od miejsca, ale i czasu obserwacji[4], zatem średnia gęstość materii pozostawałaby stała w czasie (model stanu stacjonarnego). Zasada niezakładająca niezmienności czasowej nazywana była słabą zasadą kosmologiczną.

Postulat ten dawał się pogodzić nawet z obserwowanym faktem ucieczki galaktyk, ponieważ wymagał kompensującej kreacji materii na niemierzalnym poziomie, tj. dwa atomy na km³ na rok. Doskonała zasada kosmologiczna została zarzucona po odkryciu mikrofalowego promieniowania tła, którego istnienie i właściwości świadczą o tym, że Wszechświat był w przeszłości znacznie gęstszy i gorętszy[5].

Inne teorie

Prawdziwość zasady kosmologicznej jest kwestionowana przez niektóre dane obserwacyjne takie jak ciemny przepływ[6] i Huge-LQG, które sugerują, że we Wszechświecie istnieją struktury zbudowane na bardzo dużą skalę, w przypadku Huge-LQG o rozmiarach sięgających jednej dwudziestej widzialnego Wszechświata[7].

Przypisy

Bibliografia

Książki
Strony internetowe

Literatura

  • Jerzy Stodółkiewicz: Astrofizyka ogólna z elementami geofizyki. Wyd. 3. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1977, seria: Biblioteka fizyki.

Media użyte na tej stronie

Ilc 9yr moll4096.png
CMB Images

IMAGES > CMB IMAGES > NINE YEAR MICROWAVE SKY

http://map.gsfc.nasa.gov/media/121238/index.html

Nine Year Microwave Sky

The detailed, all-sky picture of the infant universe created from nine years of WMAP data. The image reveals 13.77 billion year old temperature fluctuations (shown as color differences) that correspond to the seeds that grew to become the galaxies. The signal from our galaxy was subtracted using the multi-frequency data. This image shows a temperature range of ± 200 microKelvin.

Credit: NASA / WMAP Science Team

WMAP # 121238

Image Caption

9 year WMAP image of background cosmic radiation (2012)
Hubble Deep Field South full mosaic.jpg
The deepest visible/ultraviolet light image of the universe ever taken, revealing galaxies down to 30th magnitude. Glaring fiercely across 12 billion light-years of space is the brilliant beacon of a distant quasar (z=2.2). Most of the galaxies in this view lie between us and the quasar. The image was taken with the camera on the Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS). The STIS recorded how numerous invisible intervening clouds of hydrogen gas affected the quasar's light. Some of the galaxies in the image may be linked to these clouds.