kosmologiassa

Kosmologia on tieteellinen tutkimus maailmankaikkeuden rakenteesta, koostumuksesta, historiasta ja kehityksestä sekä tulevaisuudesta. Se yhdistää teoreettisen fysiikan, erityisesti yleisen suhteellisuusteorian, ja havainnot suurilta skaaloilta: galakseista, galaksijoukkoista ja kosmisen taivaan tilasta. Keskeinen oletus on kosmologinen periaate: suurilla mittakaavoilla universumi on homogeeninen ja isotrooppinen. Tämä mahdollistaa suurten rakenteiden ja evoluation kuvaamisen ympäri universumia käyttäen esimerkiksi Friedmannin yhtälöitä.

Historiaa kuvaavat virstanpylväät ovat laajenemisen havaitseminen Hubble’n avulla sekä kosmisen mikroaaltosäteilyn (CMB) varhaisen jäännöksen löytyminen 1960–luvulla. Näiden todisteiden perusteella vakiintui nykyinen ΛCDM-malli, jossa näkyvä aine on noin 5 prosenttia, pimeä aine noin 27 prosenttia ja pimeä energia noin 68 prosenttia. Kokonaistiheys on lähellä kriittistä, ja geometrian katsotaan olevan suunnilleen tasainen.

Havainnoissa korostuvat CMB:n anisotropiat, Type Ia -supernovat valonlakien etäisyyksien mittauksessa sekä baryonisen aaltojen (BAO) signaalit, galaksijoukkojen kartoitukset ja gravitaalinen linssäminen. Näiden mittausten avulla testataan kosmisen laajenemisen historiaa, oikeutetaan standardimalleja ja rajoitetaan kosmisen koostumuksen arvoja sekä fysiikkaa.

Kosmologia on monitieteinen ala, jossa teoreettinen fysiikka, astroniminen havainnointi ja tietotekniset simulaatiot nivoutuvat toisiinsa. Keskeisiä tutkimuskysymyksiä ovat pimeän aineen ja pimeän energian luonne, varhaisen universumininflaation mekanismit sekä universumin tulevaisuuden kehitys.