Kosmologický princip je hypotéza, která říká, že všechny polohy ve vesmíru jsou ekvivalentní a žádné místo ve vesmíru není privilegované, vesmír je izotropní.
Anizotropní model vesmíruDudr
To má platit na kosmologických škálách, které jsou řádech miliard světelných let ( Gly).Tyto oblasti jsou však pro nás velmi obtížně pozorovatené a náš světelný kužel má v nejširším místě poloměr 5,75 Gly, viz (1). Dnes můžeme tedy pozorovat jen malý zlomek vesmíru, který má nyní poloměr minimálně 80 Gly. Reliktní záření, které dnes pozorujeme, vzniklo pouhých 40 Mly od nás a Hubbleovo ultra hluboké pole bylo vzdálené 1,5 až 2,5 Gly, když směrem k nám vyslalo své světlo. Není to tedy pohled do vzdálených končin vesmíru, jak se často píše, ale do blízkých začátků ranného vesmíru. Nemůžeme tedy pozorovat, jak je dnes vzdálená hmota zahuštěná nebo zasíťovaná.Proto se tedy budeme nejdříve zabývat blízkým okolím a potom teprve vzdálenými končinami vesmíru. Nejbližšími privilegovanými místy jsou terestrické planety, které na rozdíl od plynných mají pevný povrch, takže na jejich povrcuhu může vzniknout i život v té nejvyspělejší formě, jakou známe.Dalšími takovými místy jsou obyvatelné zóny poblíž hvězd třídy G, protože tam je voda v kapalném stavu, světlo s malým ale potřebným obsahem UV zářením a planety zde nemají vázanou rotaci, což třeba u červených trpaslíků není dlouhodobě možné, protože obyvatelná zóna je tam velmi blízko centrální hvězdě. Potom jsou zde galaktické obyvatelné zóny. Bývají poblíž středu vzdálenosti okraje galaxie od centra, protože tam bývá ještě dostatek stopových prvků nutných pro nejvyšší formy života, ale na nadruhé straně už jen malé rtg a gama záření. Dále zde máme Hubbleův vztah v = H . DJe to lineární závislost mezi rychlostí rozpínání a vzdáleností, která platí pouze do vzdálenosti 1,4 Gly, potom se tato přímka poněkud zakřivuje, rozpínání je nelineární, tedy má svůj střed, kde je rozpínání největší, zatímco dále je menší.(2). Přitom podle posledních pozorování je na těchto škálách časoprostor plochý, euklidovský, tedy nezakřivený.Zde si můžeme všimnout, že postupujeme od rozměrů zcela nepatrných z hlediska kosmologického až ke galaktickým a přitom vidíme spousty privilegovaných míst, tedy vzniká otázka, proč právě v těch končinách, kam už dohlédnout nemůžeme, by privilegovaná místa neměla být? Také si můžeme všimnout, že tato místa bývají „in“ zatímco ta ostatní jsou na perifériích daných oblastí. A proč právě vesmír by neměl mít svou periférii? Naštěstí mnoho kosmologů uznává, že kosmologický princip je vědecky neprokázaná víra.
Na obr. máme rozpínání ideálního plynu ve válci. Je zde zřejmé, že se toto rozpínání řídí Hubbleovým zákonem i kosmologickým principem v celém objemu. Každá molekula se nachází v centru rozpínání, protože blízké i vzdálené molekuly se od ní vzdalují tak, že si udržují stejné rozestupy, rozpínání je lineární a isotropní. Také u stěn má plyn stejnou hustotu, protože stěny působí stejným tlakem, jako ostatní molekuly. Na okraji konečného vesmíru to musí být jiné: nejsou tam ty stěny, není tam nic, ani prázdný prostor, ale gravitace tam je a musí směřovat dovnitř. Možný tvar vesmíru řeší současná topologie, ale na druhé straně mnoho autorů tvrdí, že otázka konečnosti vesmíru není dosud zodpovězena. Není to náhodou proto, že jim dosavadní modely konečného vesmíru nedávají uspokojivou odpověď?A jak by mohl vypadat vesmír, když odmítneme kosmologický princip? Asi by to byla koule, protože se rozpíná z jednoho bodu všemi směry konečnou rychlostí, nejspíš bude nějak zasíťovaná, protože hmota se ráda shlukuje. Na hranici vesmíru by pak mohlo dojít ke zvyšování hustoty, a zpomalování expanze, protože gravitace bude směřovat dovnitř. Tato vyšší hustota by pak mohla způsobit naopak zrychlenou expanzi té hmoty, která je uvniř té koule a kterou nyní pozorujeme. A temnou energii k tomu vesmír nepotřebuje.
Prameny
1. http://www.astro.virginia.edu/class/whittle/astr553/Topic16/t16_light_cones.html
- http://www.astro.ucla.edu/~wright/sne_cosmology.html
