核心提示：【科技訊】12月13號消息，科學家發現宇宙是一塊海綿，並且像是被人設計好的一樣，這是怎麼一回事呢？1.科學家的問題先來做個選擇題：宏觀宇宙像什麼？1.肉丸宇宙：孤立無連接的高密度區嵌在連通的低密度背...

      【科技訊】12月13號消息，科學家發現“宇宙是一塊海綿”，並且像是被人設計好的一樣，這是怎麼一回事呢？

      1.科學家的問題

先來做個選擇題：宏觀宇宙像什麼？1.肉丸宇宙：孤立無連接的高密度區嵌在連通的低密度背景裏。        2.瑞士奶酪宇宙：低密度的孤立孔洞分佈在高密度背景裏。3.海綿宇宙：高密度區域和低密度區域相連，從拓撲角度看，理想的海綿體及其孔洞是一樣的。

1918年Harlow Shapley通過對球狀星團的分佈及其密度的觀測，推斷出太陽並非銀河的中心。如果銀河是一個飛碟的話，我們只是住在它的邊緣而已。

在J Richard Gott《宇宙網絡：神祕的宇宙結構》一書裏，大體上講了人類過去一百年對於宏觀大尺寸宇宙的理解。大尺寸介於可觀測宇宙（半徑約150億秒差距的球）和2千萬秒差距之間——秒差距爲天文長度單位，1秒差距約爲3.26光年。也就是說，大尺寸大約介於500億光年及5000萬光年之間尺度上的宇宙結構。

大尺度宇宙結構

來源：V.Springel, Max-Planck Institut für Astrophysik, Garching bei München

2.科學家的方法

Gott從觀測和理論前沿兩方面的進展做了討論，當然，這兩條線也是互相交織在一起的。

一條線是觀測實驗。在過去的一個世紀，不僅望遠鏡越來越大，分析方法也由原來的感光底片肉眼分析變成了計算機控制顯示圖像分析，可以更精確地測定光度。這也是準確定量測量的先決條件。有了這些進步，科學家們才更加深入地研究星系的大小、種類，並用類似摩爾定律的方式，逐步倒推出了宇宙的前沿。現在，宇宙的未知區域幾乎都被標示出來，但我們要努力挖掘，做得更精確一些，比如對第一代恆星和類星體形成時代的研究。

另一條線就是理論研究。因爲數據進展緩慢，因此很長一段時間內，多種完全不同的理論可能都是合理的。只有更好的數據更新，纔會有一部分理論被刷下去。

宇宙結構

來源：The Cosmic Web

在Gott的書中，講了一個沉迷於用正多面體填充空間的高中男孩。這方面的項目使他在著名的西屋科學天才搜索排名第二。他還把這個想法發表在了《美國數學月刊》上，這成爲他的第一篇論文。這啓發了“種類統計”的定量測量，可用於分析大尺寸的拓撲結構，比如我們之前提到的肉丸或者瑞士奶酪結構。並且這些理論之間形成了互相競爭的概念。