Kiedy naukowcy mówią, że kosmos ma jednorodną budowę, w pierwszym odruchu chcemy zaprzeczyć. Wystarczy rozejrzeć się po naszej planecie: są tu tropikalne morza i sięgające powyżej chmur szczyty górskie, tętniące życiem lasy deszczowe i niegościnne pustynie, plujące lawą wulkany i ogromne połacie lodu na Antarktydzie. Jeśli zmienimy skalę, widzimy nie mniejszą różnorodność: planety spieczone Słońcem jak Merkury i olbrzymiego Jowisza, zbudowanego głównie z gazów; mgławice rodzące młode gwiazdy i wsysające wszystko czarne dziury; jasne galaktyki i dzielące je mroczne, niemal puste przestrzenie.

Jak wielki jest wszechświat, w którym się znajdujemy?

Trudno to pojąć, dlatego spróbujmy wyobrazić sobie, że startujemy z Ziemi i oddalamy się od niej coraz bardziej. Gdy docieramy do pobliskich gwiazd, odległości zaczynamy liczyć w latach świetlnych (jeden rok świetlny to ok. 9,5 biliona – czyli miliona miliardów – kilometrów).

Gdzie ta jednorodność? Z teorii, którym początek dały prace Alberta Einsteina, wynika, że pojawia się ona, ale dopiero w naprawdę dużej skali, liczonej w miliardach lat świetlnych (dla porównania – nasza Galaktyka ma średnicę zaledwie 100 tys. lat świetlnych). Wówczas kosmos staje się naprawdę bardzo podobny – grupy galaktyk rozsiane równomiernie w przestrzeni. W którąkolwiek stronę byśmy spojrzeli, powinniśmy zobaczyć to samo. Wróćmy na chwilę na Ziemię: gdziekolwiek byśmy się udali, zawsze trafimy na bardzo podobne warunki. Na całej planecie mamy ziemskie powietrze, ziemskie skały i wodę oraz ziemskie temperatury.

Nietrudno wyobrazić sobie, w jakim szoku bylibyśmy, gdybyśmy odkryli, że w którymś z zakątków naszej planety panują upały przekraczające 400 stopni Celsjusza, tak jak na zwróconej ku Słońcu powierzchni Merkurego. Albo że atmosfera w jakimś miejscu nie zawiera azotu i tlenu, ale głównie wodór i hel – tak jak na Jowiszu. Taki właśnie wstrząs przeżywają obecnie naukowcy, widząc w kosmosie wielkie struktury, niepasujące do przewidywań teoretycznych.

Nasz Wszechświat narodził się z bardzo małej, niewyobrażalnie ściśniętej kuleczki mieszczącej całą materię i energię. W czasie trwającej blisko 14 mld lat ekspansji osiągnęła ona gigantyczne rozmiary. Astronomowie policzyli, że ta część Wszechświata, którą możemy dziś obserwować, ma średnicę ok. 92 mld lat świetlnych (zakładamy przy tym, że Ziemia znajduje się w jej środku). Wydawałoby się, że wartość ta nie powinna przekraczać 28 mld lat świetlnych, bo tylko taki dystans mogłoby pokonać światło biegnące w kosmosie od momentu, w którym udało mu się oddzielić od materii. Moment ten nastąpił 378 tys. lat po narodzinach Wszechświata. Wiadomo jednak, że sama przestrzeń kosmiczna rozszerzała się – i robi to nadal – w bardzo szybkim tempie.

Dlatego Wszechświat tak spuchł, a zarazem właśnie dlatego powinien być tak monotonny w dużej skali. Kuleczka, z której powstał, była na początku bardzo jednorodna – to wynika z praw fizyki kwantowej. Jej szybka ekspansja sprawiła, że struktura kosmosu powinna być wszędzie taka sama. Nieregularności, które dały początek galaktykom, gwiazdom itd., pojawiły się później, w mniejszej już skali. Owe anomalie nie powinny dziś być większe niż 1,2 mld lat świetlnych. Tymczasem astronomowie zaobserwowali już kilka struktur, które zdecydowanie przekraczają ten limit.