Le osservazioni della distribuzione e dei moti delle galassie a grande scala e della radiazione di fondo cosmico portano gli astronomi a concludere che l'Universo sia omogeneo e isotropo, due proprietà che sono alla base di tutti i modelli cosmologici. Omogeneo vuol dire che l'Universo è lo stesso in tutti i punti a un dato tempo cosmologico, isotropo vuol dire che è lo stesso in tutte le direzioni.

Attenzione non si tratta della stessa proprietà! Facciamo qualche analogia che può aiutarci a capire la differenza tra omogeneità e isotropia.

Supponiamo che l'Universo sia un prato infinito con una collinetta perfettamente simmetrica su cui noi siamo seduti. Intorno a noi, guardando in qualunque direzione, vediamo lo stesso prato, egualmente verde, e con la stessa pendenza della collinetta in ogni direzione. Il prato è quindi isotropo. Ma non è omogeneo, perché dove noi siamo c'è una collinetta, cioè un dislivello della superficie.

Possiamo avere un esempio opposto. Supponiamo di essere su un'isoletta in un fiume con un letto di dimensioni infinite. L'acqua ha la stessa densità in tutte le direzioni intorno a noi, quindi il fiume è omogeneo a ogni dato istante. Tuttavia non è isotropo, perché la direzione della velocità dell'acqua è diversa nelle varie direzioni, addirittura opposta quando guardo verso monte o verso valle del flusso.

La combinazione di omogeneità e isotropia comporta che l'Universo non ha posizioni preferenziali, e non ha centro nel suo moto di espansione. Il termine stesso di big bang, con cui si caratterizza il modello cosmologico, è errato: non stiamo guardando un'esplosione, perché questa avrebbe un centro e l'onda d'urto genererebbe disomogeneità nel suo propagarsi. Come diceva Empedocle: “Dio è una sfera infinita il cui centro è dovunque e la cui circonferenza non è da nessuna parte”.Ricordiamo però che questo vale soltanto sulle dimensioni globali dell'Universo su scale oltre le centinaia di milioni di anni luce; su scale minori l'Universo è vario e ricco di strutture disomogenee e anisotrope, quelle che ci vengono mostrate dai grandi telescopi con dettagli sempre più affascinanti.