自从人类从“天圆地方的世界中走出来”,得知无论是地球还是太阳都在宇宙中,谁都好奇宇宙到底长什么样,而爱因斯坦的宇宙学原理(宇宙空间每一处都是平等的)让宇宙的形状变得“规矩”起来,最适合的模型就是一张有厚度的A4纸,无限向远方延伸,厚度也无限增加。可我们的宇宙真的就是A4纸吗?

引力影响空间

爱因斯坦发现了引力可以影响空间,所以在爱因斯坦这,宇宙变成了球形的。还是那张A4纸,现在将一颗弹珠放在A4纸上,用来代替宇宙中的星球,A4纸被压弯了,四边都会开始弯曲,最终在A4纸的上空会和在一起,形成一个球形。这就是爱因斯坦的球形宇宙,无边有限,因为如果你向着一个方向一直前进,最终会回到原点,只是因为宇宙膨胀的速度大于光速,而你最快也只能达到光速,永远也回不到原点罢了。

“弹珠A4纸”

随着暗物质和暗能量的发现,宇宙又开始回归了A4纸。还是那张A4纸,只不过这次的A4纸材质变了,变成蕴含暗物质和暗能量的“弹珠A4纸”,为什么说是弹珠A4纸呢,因为我们现在发现的宇宙平均密度和临界密度居然是一样的,宇宙这张A4纸就不会被弯曲,虽然在局部地区,比如有星辰的地方会略微向上弯曲,但整体上,宇宙的形状不会变,就是一张坑坑洼洼的A4纸。

“钛合金A4纸”

其实这个比喻不太恰当。我们说了弹珠比纸重和弹珠和纸一样重,那还有一种可能是弹珠比纸轻,在这种情况下,这张纸的边角会开始自由向上向下,最终形成一个马鞍形,这个很难理解,因为地球上市有重力的,而且纸并不会自由活动。大家可以看看下图,实在难以理解,可以自己动手用纸做一个这样的模型,但这也仅仅是一个二维模型,三维的模型更是难以理解。

所以我们的宇宙到底是什么样,取决于宇宙的平均密度,而在这三个宇宙模型中,只有球形宇宙是有限的,其他两个宇宙都是无限的。可直到现在,我们依然没办法精准的测量宇宙平均密度,而测量数据的变动也使得宇宙的形状在球形和A4纸中来回变动,我们连宇宙是不是无限的都没办法确定。不过,这项研究的核心“宇宙微波背景辐射研究”才刚刚起步,宇宙到底是什么形状,谁都说不好,那你觉得宇宙应该是什么样的?

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