Kosmologisch principe

Het kosmologisch principe is de aanname in de kosmologie dat het heelal op grote schaal er in alle richtingen hetzelfde uitziet (isotroop) en dat het op iedere plaats dezelfde eigenschappen bezit (homogeen). De term kosmologisch principe werd in 1933 door Arthur Milne geïntroduceerd.

Isotropie zonder homogeniteit. Vanuit het midden oogt zo'n heelal naar alle kanten hetzelfde. Een waarnemer buiten het midden ziet geen isotropie of homogeniteit.

Homogeniteit zonder isotropie. De verdeling van donkere plekken is overal gelijk, er is echter geen isotropie aangezien de kijkrichting bepaalt hoe de wereld er uitziet.

• Isotroop betekent dat het heelal er voor een waarnemer in elke richting hetzelfde uitziet. In het heelal is de kosmische achtergrondstraling isotroop, met in alle richtingen nagenoeg dezelfde temperatuur;
• Homogeen betekent dat het heelal er voor alle waarnemers hetzelfde uitziet, ongeacht waar ze zich bevinden. Dit wil zeggen dat elk groot gebied in het heelal gemiddeld dezelfde eigenschappen heeft, zoals materiedichtheid en uitdijingssnelheid.

Een isotroop heelal is niet per se homogeen en een homogeen heelal is niet per se isotroop. Wel geldt: als een isotroop heelal op voldoende plaatsen als zodanig wordt waargenomen, moet het ook homogeen zijn. Het kosmologisch principe is een belangrijk uitgangspunt van de theorie van de oerknal.

De aanname van het kosmologisch principe geldt alleen voor het heelal op grote schaal. Het Melkwegstelsel bevindt zich bijvoorbeeld in een betrekkelijk leeg deel van het heelal, de zogenaamde local void (lokale leegte). Dichterbij is de omgeving van onze aarde verre van homogeen of isotroop aangezien de planeten massaconcentraties zijn. Ook is de verdeling van sterrenstelsels niet homogeen of isotroop. Wanneer men echter de structuur van het heelal op grote schaal beoordeelt aan de hand van de kosmische achtergrondstraling, dan blijkt deze in verregaande mate isotroop en homogeen te zijn. Bepaalde zeer grote structuren in het heelal roepen echter twijfel op over de aannames van isotropie en homogeniteit, die gebruikt worden voor berekeningen met kosmologische afstanden.