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宇宙是什么形状的?没想到宇宙是这个形状,太让人吃惊了!

 你在我在观自在 2019-05-14

宇宙的形状是什么?我们一般认为承载万物变化的宇宙空间就是像空的仓库一样等待被货物装满,或者像一个舞台宇宙万物尽情表演,但是广义相对论预言空间不是空的而是有实质的动态的东西,这个预言已经被很多很多实验所证实

空间在物质和能量的作用下弯曲即随着空间内移动物体的轨迹弯曲,空间可以随着重力波波动空间还会扩张在空间中形成多重空间,这些似乎完全不同的现象都可以用同一套理论来说明:空间曲率(或者叫时空)在时空的平面区域(譬如附近没有物质或能量的区域)两个平行运动的物体将会始终平行运动,在正弯曲区域(譬如靠近行星或黑洞的区域)两个平行运动的物体将会交会,在负弯曲区域,两个平行运动的物体(甚至两个相对运动的物体)会互相偏离

但是对于空间这个整体来讲又是什么样的?如果空间到处都是正弯曲,那么空间只可能是一种形状:一个巨大的超级马铃薯,如果你朝着一个方向走足够远,你最终将会回到原点,如果空间到处都是平的,那么它的形状就很简单:一个无线延伸的平面,或者它可能会是一个周期循环的闭合环就像一些游戏一样

如果空间到处都是负曲线体育运动是不可能实现的,所以空间到底是什么样的?有两种基本方法可以用来测量宇宙的超大尺度曲率,一种方法是测量三角形内角和,如果空间是平面的那么内角和等于180度,但是如果空间是弯曲的三角形的内角和就会大于或小于180度不同曲率内角和不同

宇宙学家已经测量了宇宙中三角形内角和的当量,通过观察早期宇宙的照片研究不同点之间空间角度的关系,第二种测量曲率的方法是首先研究导致空间弯曲的因素,宇宙中能量和物质的密度,宇宙科学家同时也测量这些因素用了这两种方法测量得出的结论是:宇宙非常平(大约有0.4%的误差)

我们并没有生活在一个像超级炫酷宇宙马铃薯的世界里,在你对此感到失望之前,让我来告诉你一个很大的问题我们生活在一个平面的宇宙,这件事情是一个巨大的宇宙级的巧合,如果宇宙能量和物质稍微再多一点点,宇宙就会向一个方向弯曲,但是只要宇宙再少一点点物质和能量,空间就会向另一个方向弯曲,我们似乎正好有合适的物质能量使得空间非常非常平

这个完美的数量大约相当于平均每立方米宇宙空间有五个氢原子,他们说宇宙中空的部分和我们周围氢子聚变形成的较重元素互相扯平,如果宇宙平均每立方米有六个氢原子或者四个氢原子,整个宇宙将会变得更正向弯曲或者更反向弯曲,我们至今对于为什么宇宙有这个能量密度感到不解,当谈到宇宙曲率我们的知识就捉襟见肘

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