Statický model

Nejjednodušší představu vesmíru modeluje statický model vesmíru, tj. model vesmíru, který se nevyvíjí v čase. To znamená, že vesmír existuje věčně a i věčně bude existovat. Člověk totiž uvažuje o časových změnách, které se stanou během trvání lidského života. Za tu dobu se vesmír podstatným způsobem nemění, což podporuje teorii statického vesmíru. Statičnost vesmíru ovšem vylučují dva paradoxy:

1.     gravitační paradox - z předpokladu vesmíru rovnoměrně vyplněného látkou s nenulovou prostorovou hustotou vyplývá na základě Newtonova gravitačního zákona a klasické fyziky závěr, že vesmír má nulovou prostorovou hustotu. Gravitační síly působící na všechny hmotné objekty ve vesmíru mají nekonečný dosah. Kdybychom pozorovali jednu vybranou částici (resp. těleso), zcela určitě by na ní působila určitá výslednice gravitačních sil. A tato síla by na uvažovanou částici měla pohybový účinek - částice by se začala pohybovat, čímž by měnila silovou bilanci i ostatních částic. Takže vesmír by nebyl statický. Aby statický byl, nemohla by se v něm nacházet žádná částice - musel by tedy mít nulovou prostorovou hustotu.

Jakmile by se ve statickém vesmíru nacházely částice, gravitační síla by měnila jejich polohu a vesmír by se tedy v čase vyvíjel. A to už by nebyl statický. Aby statický zůstal, musel by být prázdný (nesměla by v něm být žádná částice a měl by tak nulovou prostorovou hustotu).

Byla by jedna možnost, jak docílit stavu statického vesmíru s nenulovou prostorovou hustotou (tj. vyplněného hmotou). Gravitační síly působící na danou částici by se mohly navzájem vykompenzovat. Vzhledem k tomu, že gravitační interakce má nekonečný dosah, je tato možnost velmi nepravděpodobná. A homogenní vesmír je až na velkých rozměrech, na menších škálách je silně nehomogenní, tj. hmota není rozložena symetricky.

2.     fotometrický paradox - je-li hustota rozložení látky ve vesmíru konstantní a hvězdy přitom září nekonečně dlouho, mělo by se to projevit tím, že každý bod noční oblohy bude svítit. Tedy v noci by mělo být světlo jako ve dne. Tento jev ale není pozorován.

Na základě těchto dvou paradoxů lze vyvodit, že vesmír není statický. Z fotometrického paradoxu navíc vyplývá, že nemůže být ani nekonečný, neboť tento paradox by se objevil i zde.

Kdyby byl vesmír nekonečný, v každém směru, do kterého bychom se ze Země podívali, bychom viděli svítící hvězdu. A to je v rozporu s tím, co v noci pozorujeme - pozorujeme hvězdy „jen v některých směrech“. Vzhledem ke koperníkovskému principu bychom se mohli dívat z libovolného místa ve vesmíru a pokaždé bychom viděli totéž - noční obloha by byla černá jen občas by byla vidět nějaká hvězda.