宇宙有中心吗？宇宙的形状是怎么样的？

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宇宙有中心吗？宇宙的形状是怎么样的？

简言之，宇宙并没有中心。它始于奇点（一个密度趋于无限大，体积趋于无限小的点），在大爆炸时，奇点开始不断膨胀。然而，大爆炸并不是从宇宙中某一点开始的正常爆炸。相反，空间本身正在膨胀，宇宙中的一切都在相互远离。今天我们观测到的宇宙是各向同性分布的，也就是说，无论从哪个角度看，宇宙都是一样的。总的来说，从地球观测，各个星系都同样分布均匀，没有所谓的“更好的”观测方向，这说明宇宙是没有中心的。

与可观测宇宙相比有些许不同，可观测宇宙是指宇宙中我们能观测范围内的部分宇宙，观测半径由138亿年前大爆炸开始的光传播距离决定。但这并不意味地球位于宇宙中央。就算你搬到10光年以外的恒星上去，你仍处于自己可观测宇宙的中心，只是观测范围与之前大不相同罢了。

广义相对论描述了时空如何经由物质与能量产生扭曲与弯折。宇宙的拓扑学与几何学包含了可观测宇宙内的局部几何与全域几何。宇宙学家通常会将时空给予一个类空间隔的切片，称之为同移座标。在时空中可以观察到的部分是过去的光锥，划定了宇宙学视界。宇宙学视界（也称作粒子视界或光视界）的最大距离，为粒子在宇宙年龄范围中，旅行至观察者的距离。而视界则代表宇宙中可观察到无法观察区间的界限。宇宙学视界的存在、性质与显著性是随特定的宇宙学视界而定。

决定宇宙未来发展的一个重要参数为密度参数（Ω），定义为宇宙的实际（或观测）密度与弗里德曼宇宙临界密度之比值。宇宙的形状有3种可能的几何型态，取决于Ω是否等于、小于或大于1。这将会分别决定宇宙的形状为扁平态、开放态或封闭态。

根据宇宙背景探测者、威尔金森微波各向异性探测器与普朗克卫星对于宇宙微波背景辐射的观察，认为宇宙是具有有限年龄的无限空间，为弗里德曼-勒梅特-罗伯逊-沃尔克度规所描述的内容之一。该模型支持暴胀理论与标准宇宙学模型，描述宇宙为具有同质性的扁平状空间，而暗物质与暗能量占有主导地位。

宇宙究竟是平坦还是弯曲的？

空间局部曲率

根据爱因斯坦的广义相对论，时空在大质量天体周围发生弯曲，这种现象我们称之为引力。所以从局部看，任何有质量的天体周围时空都会发生弯曲。

空间总曲率

质量对宇宙的整体几何学也有影响。宇宙中物质的质量和能量都决定它的状态是开放、闭合还是平直的。当宇宙密度等于临界密度，宇宙没有曲率，是平坦的，像一张向各个方向无限延展的纸。当宇宙密度大于临界密度，则宇宙为正曲率，宇宙呈闭合状态，如同球体的外表面（凸起）。当宇宙密度小于临界密度，则为负曲率，宇宙呈开放状态，像马鞍表面（凹陷）。

威尔金森微波各向异性探测器的测量结果显示，可观测宇宙的密度与临界密度十分接近（边际误差小于0.4%）。当然，可观测宇宙可能比整个宇宙低了很多数量级。但我们能看到的这部分宇宙是十分平坦的。

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本文选自：今日头条