按照宇宙学原理在宇宙学尺度上天体系统最重要的特征之一是均匀性和各向同性。美国科学家H.P.罗伯逊（Howard Percy Robertson 1903-1-27～1961-8-26）和A.G.沃克（Arthur Geoffrey Walker）分别于1935年和1936年证明，适应于上述均匀性和各向同性要求的四维时空只有三种，它们的时空度规具有下列形式：

称为罗伯逊-沃克度规。式中，，为球极坐标；为宇宙时；空间曲率署符可取+1、0、-1三种值；时间函数称为宇宙标度因子。在=1的情况，三维空间部分是球状空间，空间坐标的变化范围是、、。这时空间的总体积是有限的，其值为。在=-1的情况，三维空间是双曲空间。在=0的情况，三维空间是平直空间。在后两种情况下，空间坐标的变化范围是、、。它们的空间总体积都是无限的。