宇宙学原理

[外文]：cosmological principle

宇宙学研究的对象是整个可观测时空范围的大尺度特征。目前已探测到的距离尺度是150亿光年，时间尺度是100亿年，包含一亿个星系。根据星系计数、射电源计数和微波背景辐射等实测资料得知，在大于一亿光年的宇观范围内，物质的空间分布是均匀的和各向同性的。作为研究宇宙学的前提，宇宙学家建立了一个资用假设(working hypothesis)。这个假设就叫作宇宙学原理，就是说在宇宙学尺度上，任何时刻，三维空间是均匀的和各向同性的。它的含意是：

（1）在宇宙学尺度上，空间任一点和任一点的任一方向，在物理上是不可分辨的，即无论其密度、压强、曲率、红移都是完全相同的。但同一点，在不同时刻，其各种物理量却可以不同，所以宇宙学原理容许存在宇宙演化。

（2）宇宙中各处的观测者，观察到的物理量和物理规律是完全相同的，没有任何一个观测者是特殊的。地球上观察到的宇宙演化图景，在其他天体上也会看到，所以能建立宇宙时概念。既然任何随时间演变的天体和现象都可以用来标度时间，宇宙图景也能作为时间标度。在宇宙中，处处有完全相同的宇宙图景，也有完全相同的宇宙时。

完全宇宙学原理是宇宙学原理的进一步推广。它的大意是：不仅三维空间是均匀的和各向同性的，整个宇宙在不同时刻也是完全相同的。根据宇宙学原理可以推导出演化态宇宙的罗伯逊－沃尔克度规。运用完全宇宙学原理则能得到稳恒态宇宙度规，利用不同的度规可建立各种宇宙模型。