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人类在没有走出地球之前，我们只知道这个世界很大，但是具体达到什么程度却不得而知。而在地球上，任何物体都有形状，有方圆，有圆形还有其它的不规则形等。 既然世界任何物质都有形状，那么由它们组成的地球自然也是有形状的，可是对于古人来说，是完全不知道地球是什么形状的，身处地球之中，我们也很难真正看清地球到底长什么样。只有当人类走进科技时代之后，在科技的帮助下走出地球之后，我们才真正知道了地球的形状：一个封闭式的三维球体。 站在太空中，我们很容易就能够看到地球的形状，它就是一个球体，而且还发现宇宙中的其它行星也都是呈现球体，虽然科学家曾经猜想过一种环形的行星理论上也是可以存在的，但是我们还没有在宇宙中观测发现这样形状的行星。  除了行星，其它的大部分天体也都是呈现球体，只有极少数小天体可能会呈现一些不规则的形状，天体越大，它越会表现得越圆。天体之所以基本都呈现球体形状，原因可能是由引力来决定的。 当人类走出地球之后，知道了地球的形状是球体，同时科学家也在思考这样一个问题：宇宙的形状是什么样的？虽然有一部分科学家认为宇宙一直处于膨胀当中，它是无边无界的，没有什么固定的形状，但是大部分科学家还是认为宇宙不可能是无限的状态，而且也不大可能没有形状。 那么宇宙的形状到底是什么样子呢？对于宇宙的形状科学家也有各自不同的观点，有的科学家认为即使宇宙中的天体基本都是呈现球形，那么由无数天体组成的宇宙，有可能也是一个巨大的封闭三维球体。也有科学家认为，宇宙可能是一个无边无际的平坦三维空间，也有可能是一个三维的马鞍面。  到底科学家提出的三种宇宙形状猜想，哪一个是正确的？想要弄明白这个问题，就要涉及到一个决定了宇宙形状的关键数字：宇宙临界密度。对于宇宙的无尽探索的深入能够取得新的阶段，我们不得不感谢一位伟大的科学家，他就是爱因斯坦。 爱因斯坦将宇宙学原理应用到了宇宙学研究之后，他的相对论在宇宙探索中发挥的作用越来越明显，越来越重要。根据爱因斯坦的宇宙学研究，宇宙的形状是受到了严格的限制，宇宙中的每一个点的地位都是平等的。因此，宇宙的形状只可能有三种情况，一咱是封闭的三维球面，一种是平坦三维空间，一种是三维的马鞍面。 而决定宇宙是什么形状，是由曲率决定决定的，根据爱因斯坦的广义相对论，宇宙空间的曲率取决于宇宙中物质场的分布。所以，只要测准了宇宙中的物质场地分布，那么就能推断出宇宙空间的形状。  如果宇宙空间具有正曲率，那么它是一个封闭的三维球面；如果宇宙空间的曲率是零，那么它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，那么它同样没有边际，是一个三维的马鞍面。 。在一项发表于《自然·天文学》的最新论文中，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，根据卫星的宇宙微波背景辐射功率谱中的引力透镜幅度，推算出宇宙空间的曲率为正。也就是说，宇宙空间是一个封闭的三维球面。 所谓的三维球面，还可以与数学上著名的庞加莱猜想联系起来，庞加莱猜想认为，单连通的无边界的三维几何体其实只有一种，这唯一的可能性就是三维球面。所以，如果埃莱奥诺拉·瓦伦蒂诺他们的论文是正确的，那么我们就可以把庞加莱猜想与宇宙空间的形状挂钩，这具有理论美感。  当然，目前对于宇宙形状的最新研究结果，还只是一个可能性的猜想，真正的宇宙到底是什么形状，身处在的宇宙中的我们可能很难探测清楚。科学家用来探测研究宇宙形状的时候，用到了哈勃常数。可是目前，哈勃常数的数值还是一个不确定性，不同的方法测出的哈勃常数具有非常大的分歧。既然哈勃常数测不准，所以宇宙的平均密度也算不准，因此这个临界线是模糊的。因此，现在说宇宙空间一定是封闭的，还为时过早。 虽然，我们现在还无法确定宇宙的具体形状，但是对于宇宙是有界限的认可是得到了越来越多科学家的支持。我们可以将宇宙想象成一个能够不断膨胀的气球，这个气球它有具体的形状，有明显的边界，但是它没有确定的直径和体积，原因就是气球一直都在膨胀，直径和体积随时在变化。 宇宙的情形可能也是一样，它如果是一个封闭的三维球体，那么它也具备了具体的形状和有着明显的边界，只不过由于在暗能量的作用下，它一直都在向外膨胀，没有固定的直径和体积。  人类目前的可观测范围是920亿光年，如果将可观测区域范围定义为一个小宇宙，那么这个宇宙就是一个以地球为观测中心，半径约460亿光年的一个理想球体。当然，这只是人类目前的可观测范围，并不是整个宇宙范围，这两者是有巨大差距的。 人类可观测的宇宙范围有可能只是整个宇宙的一个点，就像在宇宙尺度之下的星系，恒星等，它们在我们看来非常庞大，可是在宇宙尺度面前，它们只是一个点。宇宙就是有无数个这样的点相互影响之下形成的，事实上，虽然我们也没有能力真正得出宇宙的真实形状，但是宇宙是一个球体还是得到了很多人的认可。 有可能随着人类科技的不断进步，未来我们对宇宙的探测范围会更广，会有更先进的方法来探测宇宙的形状。不过，真正想要知道宇宙的具体形状，最好的方法还是走到宇宙的边缘甚至是走出宇宙，如果我们能够走出宇宙，站在宇宙之外，相信宇宙的形状和真面目也就会呈现在我们眼前。  当然，如果人类在未来真的有走出宇宙的那一天，相信又将会是一个新的开始。好比，人类在没有走出地球之前和走出地球之后，认知和眼界是完全不同的，那是人类文明的一次升华。而人类文明的下一次升华，有可能就是走出宇宙的那一天，或许那个时候，我们同样会发出感慨：原来人类生存的宇宙也只是一粒尘埃。 |
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