Niestabilność grawitacyjna
Kluczową ideą wyjaśniającą sposób, w jaki struktury ewoluują we wszechświecie , jest niestabilność grawitacyjna . Jeśli materiał ma zostać połączony w celu utworzenia struktur, wymagana jest siła dalekiego zasięgu, a grawitacja jest jedyną znaną możliwością. (Chociaż elektromagnetyzm jest siłą o dużym zasięgu, neutralność ładunku wymaga, aby jego wpływ był nieistotny w dużych skalach). Podstawowy obraz jest następujący.
Załóżmy, że w pewnym momencie początkowym, powiedzmy odsprzęganiu , występują drobne nieregularności w rozkładzie materii. Te regiony z większą ilością materii będą wywierać większą siłę grawitacji na sąsiednie regiony, a zatem będą miały tendencję do wciągania otaczającej materii. Ten dodatkowy materiał sprawia, że są jeszcze bardziej gęste niż wcześniej, zwiększając ich przyciąganie grawitacyjne i jeszcze bardziej zwiększając ich przyciąganie do sąsiadów. Nieregularny rozkład materii jest więc niestabilny pod wpływem grawitacji, stając się z czasem coraz bardziej nieregularny.
Ta niestabilność jest dokładnie tym, czego potrzeba, aby wyjaśnić obserwację, że Wszechświat jest teraz znacznie bardziej nieregularny niż w momencie rozłączenia, a niestabilność grawitacyjna jest prawie powszechnie akceptowana jako główny czynnik prowadzący do powstawania struktur we Wszechświecie. Jest to pociągająco prosty obraz, raczej zepsuty w prawdziwym życiu przez fakt, że chociaż grawitacja może odgrywać główną rolę, wiele innych procesów również ma do odegrania rolę i sprawy stają się dość skomplikowane. Na przykład wiemy, że promieniowanie ma ciśnienie proporcjonalne do jego gęstości i podczas tworzenia struktury nieregularności tworzą gradienty ciśnienia, które prowadzą do sił przeciwdziałających kolapsowi grawitacyjnemu . Wiemy, że neutrina poruszają się relatywistycznie i nie wchodzą w interakcje z innymi materiałami, dzięki czemu są w stanie uciec z formujących się struktur. Gdy rozpocznie się formowanie struktury, złożona astrofizyka gwiazd, zwłaszcza supernowych , może wstrzykiwać energię z powrotem do obszarów międzygalaktycznych i wpływać na obszary, które jeszcze nie zakończyły grawitacyjnego kolapsu.