우주론적 원리 (Cosmological Principle)
쉽게 풀면
우주는 아주 큰 규모로 보면 어디서나 비슷하게 생겼다는 가정이다.
왜 중요한가
우주론 원리는 우주가 큰 규모에서 균질하고 등방적이라는 가정으로, 프리드만 방정식을 풀 수 있게 만드는 대칭성입니다. 이 가정 없이는 허블 법칙을 우주 전체의 팽창으로 해석할 수 없고, 한 방향의 관측을 전 우주로 일반화할 근거도 없습니다. CMB의 등방성과 은하 탐사에서 수억 광년 이상 규모에서 균질해지는 관측이 이를 뒷받침합니다.
논문에서는 이렇게 쓰입니다
밀른은 균질하고 등방적인 우주라는 가정으로부터 우주의 팽창 법칙을 이끌어낼 수 있음을 보이며 우주론적 원리라는 용어와 개념을 체계화했다.
우주가 어느 방향, 어느 위치에서도 비슷하게 보인다는 가정이 실제 관측 자료로 얼마나 뒷받침되는지를 살핀 연구입니다.
조금 더 깊게 보면
원리는 작은 규모에서는 명백히 성립하지 않으며, 어느 규모부터 균질하다고 볼지는 관측으로 정할 문제입니다. 거대한 은하 장성이나 CMB 큰 각규모의 이상 신호가 원리에 대한 도전으로 거론되지만 통계적 유의성은 논쟁 중입니다. 등방성은 우리 위치에서만 확인된 것이고 모든 위치에서의 등방성은 코페르니쿠스 원리를 더해야 따라오므로, 두 원리는 논리적으로 구분됩니다. 균질성은 밀도의 공간 평균이 위치에 무관하다는 뜻이고 등방성은 한 관측자가 보는 하늘이 방향에 무관하다는 뜻이라 논리적으로 독립된 두 조건이며, 등방성과 코페르니쿠스 원리를 함께 가정해야 비로소 균질성이 따라 나온다. 프랙탈적 위계 구조가 무한히 이어진다는 대안적 우주관도 한때 논의되었으나, 대규모 탐사 자료가 특정 규모 이상에서 균질성으로 수렴하는 것을 보여 이러한 프랙탈 우주론은 현재 주류에서 배제되었다.
주의할 점
우주론적 원리는 대규모(수억 광년 이상)에서 성립하는 통계적 가정이며, 은하나 은하단 규모의 국소적 비균질성과는 모순되지 않는다. 적색편이 공간에서의 등방성과 실제 공간 분포의 균질성은 관측 방법이 달라, 은하 탐사 자료를 다룰 때 어느 쪽을 검증한 결과인지 구분해서 읽어야 한다.