จนกระทั่งเมื่อเร็วๆ นี้ การจำลองของจักรวาลยังไม่ได้รับมอบหมายให้เป็นก้อนถ้าจักรวาลเป็นซุป มันก็คงจะเป็นขนมมิเนสโตรเน่ที่เป็นก้อนๆ มากกว่าบิสกิตรสมะเขือเทศที่เนียนนุ่มดุจแพรไหม
โรยด้วยสสารที่กระจุกตัวกันเนื่องจากแรงโน้มถ่วงที่ไม่รู้จักพอ จักรวาลเป็นเครือข่ายกระจุกดาราจักรและเส้นใยหนาแน่น — ถั่วและผักมากมายของสตูว์จักรวาล ในขณะเดียวกัน ช่องว่างที่ค่อนข้างรกร้างของจักรวาลที่เรียกว่าช่องว่าง ประกอบขึ้นเป็นน้ำซุปบาง ๆ ที่เป็นน้ำในระหว่างนั้น
จนกระทั่งเมื่อไม่นานนี้ การจำลองประวัติศาสตร์ของจักรวาลยังไม่ได้รับก้อนที่ครบกำหนด ฟิสิกส์ของก้อนดังกล่าวอธิบายโดยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ แต่สมการของทฤษฎีนั้นซับซ้อนมากในการแก้ เพื่อจำลองว่ากระจุกของจักรวาลเติบโตและเปลี่ยนแปลงอย่างไร นักวิทยาศาสตร์ได้ถอยกลับจากการประมาณ เช่น ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงที่เรียบง่ายกว่าแต่แม่นยำน้อยกว่าที่ไอแซก นิวตันคิดขึ้น
นักฟิสิกส์บางคนแนะนำว่าอาจใช้การวัดผลโดยอาศัยการประมาณดังกล่าว ส่งผลให้รายการเนื้อหาของจักรวาลค่อนข้างไม่ถูกต้อง กลุ่มนักฟิสิกส์อันธพาลแนะนำว่าการบัญชีที่เหมาะสมของกระจุกของจักรวาลสามารถอธิบายหนึ่งในความลึกลับที่ลึกที่สุดในฟิสิกส์: เหตุใดจักรวาลจึงขยายตัวในอัตราที่รวดเร็วขึ้นเรื่อย ๆ
คำอธิบายที่ยอมรับได้สำหรับการขยายตัวแบบเร่งนั้นคือแรงกดดันที่มองไม่เห็นซึ่งเรียกว่าพลังงานมืด ในทฤษฎีมาตรฐานของจักรวาล พลังงานมืดประกอบขึ้นประมาณ 70 เปอร์เซ็นต์ของ “สิ่งของ” ของจักรวาล นั่นคือสสารและพลังงาน ทว่านักวิทยาศาสตร์ยังไม่แน่ใจว่าพลังงานมืดคืออะไร และการค้นพบที่มาของมันเป็นหนึ่งในปัญหาที่น่ารำคาญที่สุดของจักรวาลวิทยา
บางทีผู้สงสัยพลังงานมืดแนะนำว่าการเร่งการขยายตัวไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับพลังงานมืด ความซุ่มซ่ามของจักรวาลอาจเลียนแบบการมีอยู่ของปรากฏการณ์ที่ไม่มีตัวตนเช่นนั้น
อย่างไรก็ตาม นักฟิสิกส์ส่วนใหญ่รู้สึกว่าการบัญชีที่เหมาะสมสำหรับกระจุกนั้นจะไม่ส่งผลกระทบที่รุนแรงเช่นนี้ โรเบิร์ต วัลด์ จากมหาวิทยาลัยชิคาโก ผู้เชี่ยวชาญด้านทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปกล่าวว่าความเปราะบางนั้น “ไม่มีวันทำให้เกิดสิ่งที่ดูเหมือนพลังงานมืด” จนถึงปัจจุบัน การสังเกตการณ์จักรวาลมีความสอดคล้องกับการคาดการณ์โดยอิงจากการจำลองที่อาศัยการประมาณอย่างน่าทึ่ง
เมื่อการสังเกตมีรายละเอียดมากขึ้น แม้ความไม่ถูกต้องเล็กน้อยในการจำลองก็อาจสร้างปัญหาได้ นักดาราศาสตร์กำลังสร้างแผนภูมิแนวกว้างของท้องฟ้าอย่างละเอียด และวางแผนการสำรวจในวงกว้างมากขึ้น ในการแปลภาพกล้องโทรทรรศน์ของท้องฟ้าเต็มไปด้วยดวงดาวเป็นค่าประมาณของคุณสมบัติ เช่น ปริมาณของสสารในจักรวาล นักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องมีการจำลองประวัติศาสตร์ของจักรวาลอย่างแม่นยำ หากรายละเอียดฟิสิกส์ของกลุ่มก้อนมีความสำคัญ การจำลองอาจผิดพลาดเล็กน้อย โดยส่งค่าประมาณที่ไม่ปกติ นักวิทยาศาสตร์บางคนแนะนำอยู่แล้วว่าความว่างเปล่าอยู่เบื้องหลังการคาดคะเนสองครั้งที่ไม่ตรงกันว่าเอกภพขยายตัวเร็วเพียงใด
นักวิจัยกำลังพยายามทำให้การอภิปรายกระจ่างโดยเอาชนะความซับซ้อนของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปและจำลองจักรวาลด้วยความรุ่งโรจน์เป็นก้อนเต็ม นักจักรวาลวิทยา Sabino Matarrese แห่งมหาวิทยาลัย Padua ในอิตาลีกล่าวว่า “นั่นคือพรมแดนใหม่จริงๆ ซึ่งจนกระทั่งเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้รับการพิจารณาว่าเป็นนิยายวิทยาศาสตร์” ในอดีต เขากล่าว นักวิทยาศาสตร์ไม่มีเครื่องมือในการทำแบบจำลองดังกล่าวให้เสร็จสมบูรณ์ ขณะนี้นักวิจัยกำลังแยกแยะความหมายของผลการจำลองใหม่ที่ได้รับการตีพิมพ์ครั้งแรก จนถึงตอนนี้ ยังไม่มีการอธิบายพลังงานมืดออกไป แต่การจำลองบางสถานการณ์แนะนำว่าการวัดแสงที่ละเอียดอ่อนโดยเฉพาะอย่างยิ่งการโค้งของสสารในจักรวาลอาจลดลงมากถึง 10 เปอร์เซ็นต์
ในไม่ช้า การจำลองอาจตอบคำถาม: ก้อนมีความสำคัญแค่ไหน? แนวความคิดที่ว่านักจักรวาลวิทยาอาจไม่มีคำตอบง่ายๆ เกี่ยวกับปัญหาหลักของจักรวาลวิทยาที่คอยตอกย้ำความสงสัยอยู่บ้าง สำหรับพวกเขา ผลลัพธ์ของการจำลองที่ปรับปรุงแล้วยังมาไม่ถึงเร็วพอ “มันหลอกหลอนฉัน ฉันปล่อยมันไปไม่ได้” Rocky Kolb นักจักรวาลวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยชิคาโกกล่าว
จักรวาลที่ราบรื่น
ด้วยการสังเกตแสงจากยุคต่างๆ ในประวัติศาสตร์ของจักรวาล นักจักรวาลวิทยาสามารถคำนวณคุณสมบัติของจักรวาลได้ เช่น อายุและอัตราการขยายตัว แต่ในการทำเช่นนี้ นักวิจัยจำเป็นต้องมีแบบจำลองหรือกรอบการทำงานที่อธิบายเนื้อหาของจักรวาลและวิธีการที่ส่วนผสมเหล่านั้นมีวิวัฒนาการเมื่อเวลาผ่านไป การใช้กรอบนี้ นักจักรวาลวิทยาสามารถทำการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ของจักรวาลเพื่อทำการคาดคะเนที่สามารถเปรียบเทียบกับการสังเกตที่เกิดขึ้นจริงได้
หลังจากที่ไอน์สไตน์แนะนำทฤษฎีของเขาในปี 1915 นักฟิสิกส์ก็เริ่มหาวิธีใช้ทฤษฎีนี้เพื่ออธิบายจักรวาล มันไม่ง่ายเลย ต้องขอบคุณชุดสมการที่แก้ยากและแก้ยากของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ในขณะเดียวกัน การสังเกตที่เกิดขึ้นในปี ค.ศ. 1920 ระบุว่าจักรวาลไม่คงที่ตามที่คาดไว้ก่อนหน้านี้ มันกำลังขยายตัว ในที่สุด นักวิจัยได้รวมเอาคำตอบของสมการของไอน์สไตน์ที่เรียกว่าเมตริก Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker เมตริก FLRW ตั้งชื่อตามผู้ค้นพบ อธิบายเอกภพแบบง่ายที่เป็นเอกพันธ์และเป็นไอโซโทรปิก ซึ่งหมายความว่าจักรวาลจะมีลักษณะเหมือนกันทุกจุดในจักรวาลและในทุกทิศทาง ในจักรวาลในอุดมคตินี้ สสารจะถูกกระจายอย่างเท่าเทียมกัน ไม่มีกระจุก จักรวาลที่ราบรื่นเช่นนี้จะขยายตัวหรือหดตัวเมื่อเวลาผ่านไป
