Cosmologie moderne

Le principe cosmologique est le postulat fondateur de la cosmologie moderne. Il stipule que l'Univers est homogène (même apparence en tout point) et isotrope (même apparence dans toutes les directions) à grande échelle. « À grande échelle » signifie au-delà de quelques centaines de mégaparsecs — à cette échelle, la structure en grumeaux des galaxies et amas s'efface pour laisser place à une distribution uniforme de matière. Ce principe est une hypothèse de simplicité — il n'existe aucun endroit privilégié dans l'Univers. L'homogénéité de l'Univers est confirmée par les grandes cartographies de galaxies (SDSS, 2dFGRS) qui révèlent une distribution statistiquement uniforme à grande échelle malgré la toile cosmique à petite échelle. L'isotropie est confirmée par le fond diffus cosmologique (CMB) : ses fluctuations de température ne dépassent pas 1/100 000 degré, confirmant une remarquable uniformité dans toutes les directions à un redshift de z ~ 1100. Le paradoxe d'Olbers est l'une des conséquences les plus intuitives du principe cosmologique et de la cosmologie moderne. Si l'Univers était infini, éternel et uniformément rempli d'étoiles, le ciel nocturne devrait être uniformément brillant (la somme de l'éclat de toutes les étoiles sur une sphère infinie est infinie). Or le ciel est sombre. La solution n'est pas que les étoiles sont obscurcies par la poussière (la poussière s'échaufferait et réémettrait) — c'est que l'Univers a un âge fini (13,8 milliards d'années) et est en expansion : la lumière des étoiles au-delà de l'horizon cosmique ne nous a pas encore atteints, et le décalage vers le rouge cosmologique diminue l'énergie des photons lointains.