宇宙|宇宙到底是什么形状？是封闭的球形？科学家用数据告诉我们答案
数百万年前 ， 人类自从在地球诞生以来 ， 除了不断寻求生存机会以外 ， 人类还对这个世界产生了无限的好奇心 ， 并开始进行不断的探索和研究 。
在我们的宇宙中存在着大量的天体 ， 恒星、行星、卫星和许多小行星本质上都是球形的 ， 而太阳系、其它星系甚至黑洞往往是扁平的圆盘 ， 这些形状是重力对较大质量物体影响的体现 ， 但更庞大的结构是什么形状的呢？
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如果我们能从外部的角度看我们的整个宇宙 ， 它会是什么样子？
几千年来 ， 人类一直在试图探索出宇宙的形状 ， 历史上宗教文献用不同的方式回答了这个问题 。 印度耆那教的文子将宇宙描述为类似人体的形状、古代以色列人把宇宙看作漂浮在水面上的扁平圆盘 ， 上方是天堂、下方是地下世界 。
哲学家亚里士多德认为我们的宇宙是一个球体 ， 因为球体是最完美的形状、印度教的经文把宇宙想象成一个巨大的宇宙蛋 ， 里面包含着一切 。
随着我们对世界的认识程度加深 ， 我们实际上可以通过计算推测出宇宙的形状 ， 并得出科学的答案 。
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以前我们根本无法知道宇宙是什么形状的 ， 当爱因斯坦的广义相对论出现时 ， 情况发生了变化 。
广义相对论之所以重要 ， 是因为它表明质量能使空间结构发生弯曲 ， 因为宇宙的形状可以通过它所包含的物质的数量来推断 。
这也使得我们能够计算出临界密度 ， 临界密度是指宇宙在很长时间后 ， 停止膨胀的宇宙密度 ， 还可以计算出宇宙膨胀在无限时间后停止所需要的质量 。
科学家将宇宙中的实际质量与临界密度进行比较 ， 可以确定宇宙的形状 。
事实证明宇宙有三种可能的形式 。
如果宇宙的密度小于临界密度 ， 那么宇宙中就没有足够的物质来抵消和阻止膨胀 ， 我们的宇宙将会永远膨胀 。
在这种情况下 ， 宇宙被认为是开放的或双曲线 ， 呈马鞍状 。 然而当谈到宇宙的形状时 ， 要记住的是 ， 我们的宇宙实际上存在于四维空间中 ， 所以我们谈论的任何形状 ， 都是我们可以理解的低维形状 ， 但我们实际上是在谈论四维的马鞍形 。
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不过在这种情况下 ， 光永远不会回到它的起源 ， 而是会永远持续下去 。 随着时间的推移 ， 从它的起源越来越远 。 因为宇宙一直在膨胀 ， 它会到达一个点 ， 物质开始被拉伸并被撕成碎片 ， 导致我们的宇宙在所谓的大裂口中结束 。
如果宇宙的密度大于临界密度 ， 那么宇宙最终将停止膨胀 。
这将使我们的宇宙成为一个封闭的宇宙 ， 它将形成一个四维球体的形状 。 在这种情况下 ， 宇宙是有限的 ， 没有明显的边缘 。 但这也意味着任何光在绕宇宙旅行之后 ， 最终都会在他开始的地方结束 。
在这个球形宇宙中 ， 所有的物质会被重力拉拢 ， 最终在一个反方向的大爆炸中粉碎 。 虽然这不是宇宙形状的普遍接受的观点 ， 但科学家的研究指出了这一点 。
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自然天文学在2019年发表的一项研究的结论指出 ， 根据普朗克卫星对宇宙微波背景辐射的测量 ， 宇宙是封闭宇宙的概率为99% 。
尽管如此 ， 最被广泛接受的理论是宇宙的实际密度等于临界密度 ， 宇宙像一张纸一样扁平 ， 范围无限 。
科学家们利用威尔金森微波各向异性探测器的数据 ， 得出了这一结论 。
如果宇宙是平的 ， 那么微波背景起伏只有一度左右 。 截至2013年 ， 美国宇航局宣布宇宙是平等 ， 只有0.4%的误差 。
这意味着宇宙的总密度约为每立方米5.9个质子、其中4.6%的质量是原子、24%是暗物质、71%是暗能量 。
宇宙的尽头类似于鞍状宇宙的尽头 ， 所有的物质都在大裂口中被撕裂 。 尽管马鞍、球体和一张纸是宇宙最可能的形状 ， 但这并不意味着没有其它的几何学理论 。
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如前所述 ， 许多处理膨胀的物理现象都是未知的 ， 因此我们的宇宙可能会呈现完全不同的形状 。
宇宙的形状可能像许多不同的食物 ， 有理论认为它的形状像一个甜甜筒或圆环 ， 在那里宇宙是平的 ， 但连接在多个地方 。
如果有负曲率的话 ， 它也可以像喇叭一样 ， 一端非常宽 ， 另一端非常窄 。 如果是这样的话 ， 生活在窄的一端的人只会经历两个维度 。
宇宙可以形成的一些形状 ， 甚至是不可定向的 。 这意味着如果你沿着这样一个循环旅行 ， 你会回到地球上 ， 你的心在你身体的另一边、你的表在逆时针方向嘀嗒作响 ， 你会看到其他人都是镜像 ， 其他可能的形状包括立方体、六角棱镜、烟囱、甚至扭曲的烟囱 。
总体来说 ， 人们一致认为宇宙的形状很可能是一张纸 。 但总有一天随着我们对我们所生活的世界了解更多 ， 甚至可能发展出新的物理学 ， 这种情况可能会改变 ， 这就是宇宙的形状 ， 你怎么认为？
往期内容：
119号元素迟迟未被发现 ， 科学家是否已经发现了宇宙中所有元素？
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