宇宙是什么形状的？是平的还是方的圆的

伤我心太深

　　宇宙形状大猜想

　　宇宙是圆还是方?宇宙是扁平的，还是圆球状的?宇宙的形状像轮胎、瓶子、足球还是鸡蛋?宇宙是什么形状的呢?

　　有的天文学家认为，宇宙应该是扁平的。但是也有科学家提出，宇宙很可能是球形的。甚至还有人指出，宇宙的形状很可能像个轮胎，或者像个瓶子，甚至可能像足球。最近，意大利的天文学家提出的新观点认为，宇宙的形状是一个类似鸡蛋的椭圆形球体。



　　天文学家说，探测器获得的数据表明，在—块有限的空间内，宇宙的微波背景辐射在横向和纵向上是一致的。但如果把范围扩大到整个可观察的空间，就会发现，宇宙的微波背景辐射在横向上是对称的圆形，而在纵向上却是个有一定偏心率的椭圆。这表明，宇宙的形状看上去就是一个类似鸡蛋的椭圆形球。

　　虽然人们的说法不尽相同，但宇宙到底是什么形状，至今也没有人能够准确地描绘它。最近，美国太空总署的科学家提出，采用τ射线对宇宙深空进行观察，也许可以帮助科学家测算出宇宙的形状。希望在不久的将来，这一切将不再是一个谜。

　　百度百科对宇宙形状的评论：

　　目前的宇宙理论认为宇宙可能是类似状的负弯曲形状，该理论源于理论，整个宇宙的外形如同一个吹起的气球，我们则生活在宇宙的“表面”。
　　同时，科学家也认为宇宙是平坦的，根据美国宇航局的调查，宇宙可能是平坦的，2013年的调查发现如果宇宙是平坦的，那么误差只有0.4%。


　　斯蒂芬·霍金表示，我们宇宙的形状可能是一种难以置信的几何图形，更接近于超现实主义的艺术，如同荷兰艺术家摩里茨·科奈里斯·埃舍尔创作的图形一样。

　　霍金的想法以弦理论为依据，而该理论目前仍然还处于假设之中，并未被验证。如果用语言来形容宇宙的形状，应该是整体呈现多重镶嵌模式，具有无限重复出现的扭曲面，曲面间环环相扣，如同科奈里斯·埃舍尔创作的“圆形极限IV”图案，也与美国工程师P.H. Smith创作的“史密斯圆图”类似，体现出双曲空间的概念，是一种非欧几何的空间形态。


　　宇宙是什么形状的，科学家认为是平的


　　由于空间的三维性，这个问题的答案可能性极多，但只有一个与我们的所见相符。


　　“不要忘记过去。是它造就了你的今天，并在影响你的未来。”——Ziad K. Abdelnour



  　　 宇宙的形状受限于它诞生时的条件。它的每一部分，每一次变迁，每一次互动，最终造就了我们今天所见的宇宙。
　　但是确切地说，宇宙的形状究竟是什么样子的呢?

　　让我们把一个维度拿掉，先来想像一下如果宇宙存在于二维表面上，会是什么样子。

　　当我们提到二维表面时，通常会联想到平面，比如一张纸。我们可以把它卷成一个圆柱体，把它的两端连接起来——我们可以从一侧离开，并进入另一侧，但是即便如此，它仍然是一个平坦的表面。

　　为什么?我们可以在上面画一个三角形，并把所有内角的度数相加，如果刚好是180度，那么它就是一个平坦的表面。我们也可以在上面画两条平行的直线，如果它是平坦的，那么这两条线无论多长都不会相交。

　　但“平坦”并不是表面曲率的唯一可能。





  　　球体表面也是二维的，但它却并不是平坦的。假如朝向一个方向，球体表面的任何一点都会向两个方向弯曲，如果方向与之前垂直，那它也会朝两个方向弯曲。如果把它表面的三角形内角度数相加，得到的结果是大于180度的。如果在它表面画一对平行线(或者说，一对起初是平行的线)，那么它们最终会相遇，并在两个点上相交，就像地球上的经线一样。(纬线并不是真正的直线，只有赤道除外。)

　　这类表面名为“正曲率”表面 。

　　“马鞍形”则是另一种不平坦的二维表面。它在一个方向上向下弯曲(骑马时腿的位置)，而在与之垂直的方向上向上弯曲(沿着马的脊背方向)，这样的表面名为“负曲率”表面 。
　　如果在它表面画一个三角形，它的内角相加将小于180度。如果在它表面画平行线，那么它们在两个方向上都会分岔，并且彼此间会越来越远。




  　　我们也可以用一张环形的纸来作形象的演示。假如我们剪掉这张环形纸的一段，并把两端重新粘起来，就会得到一个正曲率表面。假如我们从另一张环形纸上剪下一段，并把它插入这个圆环中，产生的就是一个负曲率表面。就像上图那样。

　　但这只是两个维度，用我们的三维视角来演示比较容易。宇宙有三个维度，它要复杂得多。

　　宇宙的曲率也存在三种主要可能性：
　　正曲率，如拥有更高维度的球体，
　　负曲率，如拥有更高维度的马鞍，
　　零曲率(平坦的)，如三维的网格。


　　我们可能会以为，宇宙大爆炸会产生一个“球体”，因为非常明显，宇宙的所有方向看起来都是相同的，但这是一个题外话。宇宙各方相同有其非常特别的原因，却和宇宙的曲率无关。




  　　宇宙的所有地方(同质性)和所有方向(同向性)看起来都相同，是宇宙大爆炸理论的重要依据。大爆炸理论认为整个宇宙，我们所见的一切，都起源于一个炽热、致密而统一的状态，在那里，各处的定律和初始条件都是相同的。

　　随着时间的推移，宇宙中出现了微小的不完美，开始失去统一性，由此产生了宇宙的结构：恒星、星系、星系团，以及同时形成的巨大宇宙空洞。宇宙各个方向和区域看起来相同的原因是因为宇宙有一个统一的起源，而不是指它的曲率。


　　不过有一种方法可以测量宇宙的曲率。



  　　如果我们观察宇宙微波背景图中的微小起伏就可以发现，这些起伏在非常特别的角尺度上，有它们的“峰值”点，也就是它们温度最高的热点，或温度最低的冷点。如果我们宇宙的曲率是负的(马鞍形)，那么这些尺度就会偏小。如果宇宙的曲率是正的(球形)，那么这些尺度就会偏大。

　　作此推论的原理，与之前提到的直线在三种表面的弯曲是相同的。它在二维上适用，在三维上同样也适用。




  　　所以，我们只需观察宇宙微波背景中的起伏，便可直接测量可观测宇宙的曲率。




  



  　　观测结果表明，宇宙的曲率，如上图蓝圈内所示，最高大约是0.5%，这是一个相当可信的结果。这意味着，宇宙几乎是平坦的。
　　是的，宇宙在各个方向上的膨胀是均匀的，但它的平坦程度却与此无关。


　　当然，如果在极大的尺度上，在远远大于我们所能观察到的尺度上，宇宙仍然可能有较大的曲率，因为导致宇宙大爆炸的暴胀，会拉伸宇宙的所有区域，与其最初体积相比，这种呈指数级的暴胀会使宇宙大得难以想象。




  　　因此，宇宙的曲率既可能是正的，也可能是负的，既可能是球形的，也可能是马鞍形的，或在某种意义上它是多种曲率“相连”的，我们可以从一种曲率进入另一种。我们无法确知，但我们可以根据观测结果作一些推论。

　　根据我们所见，宇宙几乎是平坦的。正如你在上图右下角看到的那样，这个结论是指我们所在的这个“空间”是平坦的，而整个宇宙可能并不是。我们只能根据有限的信息得出结论。