宇宙是平直的还是弯曲的球形？科学家们发生歧见，你呢？

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宇宙是平直的还是弯曲的球形？科学家们发生歧见，你呢？

文/袁玉刚 图/来自互联网

我们的宇宙形状有3种可能性：如果宇宙空间具有正曲率，那么宇宙就是一个封闭的三维球面；如果宇宙空间的曲率是零，那么宇宙就是一个无边无际的平坦三维空间；如果宇宙空间具有负曲率，那么宇宙就是一个没有边际的三维的马鞍面。

图1 宇宙可能的形状

人类离不开宇宙，怎么能够测量宇宙空间的形状呢？

在理论上，可以定义一个临界密度。这个临界密度的物理含义是宇宙中的所有物质和能量（包括暗物质和暗能量）的平均密度。在这个平均密度下，宇宙空间是平坦的。

科学家们根据哈勃常数计算得知，这个临界密度等于每立方米约5.7个质子质量。

测量临界密度的一种最重要的方法是对宇宙微波背景辐射的观测和研究。普朗克卫星的望远镜测量了过去138亿年中，宇宙微波背景辐射“引力透镜化”的程度，可以依此计算出宇宙的平均密度。

2019年11月4日，《自然-天文学》（Nature Astronomy）杂志发表了一篇论文，曼彻斯特大学的埃莱奥诺拉·瓦伦蒂诺 （Eleonora Di valentino）、意大利萨皮恩扎大学的亚历山德罗·梅尔奇奥（Alessandro Melchiorri?）和牛津大学的约瑟夫·西尔克（Joseph Silk）根据2018年发布的宇宙微波背景辐射功率谱中的引力透镜幅度，推算出宇宙的平均密度可能比以前估计的临界密度高5%。也就是说，在宇宙中平均每立方米有6个质子质量，而不是5.7个。CMB光谱更倾向于是一种大于99％置信度水平的正曲率，宇宙空间像一个巨大的气球一样弯曲，而且这个气球还在不断膨胀。

　　

图2 利用普朗克卫星的早期数据绘制的宇宙微波背景辐射图像

这篇新论文认为 ，宇宙的弯曲十分平缓，对我们的生活，或者太阳系甚至银河系的移动都不会产生很大的影响。但是，如果我们走出银河系，深入到黑暗太空中，一直以直线行进，那么最终你会绕一个圈，回到开始的地方。即“封闭宇宙”。

但是，现有的宇宙运行理论不接受封闭宇宙的概念。绝大多数科学家认为是“平坦宇宙”：宇宙向各个方向延伸，没有边界，也不围绕自身循环。开放宇宙就像一条被拉伸的床单，当床单展开时，每个点都在一条直线上远离另一个点。光子在不受干扰的情况下，会一直沿着平行方向运动，而不会相互作用。

传统的宇宙大爆炸模型表明，宇宙从最初那个无限小的点开始爆发，然后以指数级膨胀。迅速膨胀的物理学模型指向的是一个平坦的宇宙，这也是大多数科学家支持“平坦宇宙”的首要原因。

图3 宇宙大爆炸模型

勿容置疑，一石激起千层浪，“封闭宇宙”观点挑战了传统的宇宙大爆炸模型。持“平坦宇宙”观点的科学家又要忙于修改自己的模型了。看来，双方还有一场鏖战。谁输谁赢，并不重要。重要的是，我们何时能够得到接近于事实的真相。

你有自己的宇宙模型吗？你敢独树一帜吗？

我倒有自己的看法。不过真的离经叛道。

平心而论，宇宙大爆炸模型是最好的一个模型。但是被塞进了很多不科学的内容。比如：向一个方向膨胀；温度降低出现物质粒子；物体具有万有引力，自动旋转，温度又升高等等。

我的宇宙模型是个并不完美的球形。之所以不完美，是因为宇宙从一个点爆发，却向两极膨胀。看起来，好像是个椭圆。但实际上宇宙的区域是球形，喷出去的物质还会落回来的，只是赤道面上物质多、密度大，两极物质少，密度小而已。两极喷发膨胀模型是被许多星系喷发证明了的，而大爆炸模型是向一个方向膨胀。曼彻斯特大学的埃莱奥诺拉·瓦伦蒂诺、意大利萨皮恩扎大学的亚历山德罗·梅尔奇奥和牛津大学的约瑟夫·西尔克的观点与我的非常接近。

图4 星系喷发图

我的宇宙模型的赤道面上与太极相似，但不分阴阳，或者说，阴阳都是物质，没有反物质、负物质。只有统一，没有对立。只有差异，没有分歧。两条扭曲的鱼只有一个鱼眼，不是两个，并且在圆形正中心。

图5 太极图

图6 宇宙赤道旋涡想象图

应用椭球方程就可以求取一些参数。

x?/a?+y?/b?+z?/c?=1

在宇宙中，a、、b、c不可能完全相同，但可以近似为相同，所以宇宙可以认为是个球形。

参考文献：袁玉刚著《旋涡里的宇宙》，甘肃科技出版社2008年出版

原文地址：今日头条