宇宙的形状是怎样的?

2016.11.09 来源: 互联网大字

如果突然你能飞出宇宙，那你会看到怎样的景象?宇宙看起来会怎样呢?科学家也纠结这个问题，他们使用了多种测量方法来确定宇宙的几何结构，以及来了解宇宙是否有尽头。那科学家如何测量宇宙的形状呢?他们得到了怎样的发现呢?

宇宙的几何形状

根据爱因斯坦的广义相对论，空间可以被质量所弯曲。因此，宇宙的密度—有多少质量分布在整个宇宙中—决定了它的形状，以及它的未来。

科学家计算出宇宙的“临界密度”。临界密度与哈勃常数的平方成正比，而哈勃常数则是用于测量宇宙的膨胀速率(目前的宇宙正在加速膨胀)。把临界密度与实际密度相比较，可以帮助科学家来理解宇宙。

如果宇宙的实际密度小于临界密度，那么就没有足够的质量来阻止宇宙的膨胀，而宇宙会永远膨胀下去。由此产生的宇宙形状就像马鞍面。这就是所谓的开放宇宙(马鞍面是不闭合的)。

如果宇宙的实际密度大于临界密度，那么就有足够的质量来*终停止膨胀。在这种情况下，宇宙是封闭且有限的，尽管它没有尽头。此时宇宙是一种球形。一旦宇宙停止膨胀，它将会开始收缩。星系将停止退行，并开始逐渐彼此靠近。*终，宇宙将经历反向大**，这通常被称为“大坍缩”。这就是所谓的闭合宇宙。

然而，如果宇宙包含足够的质量来刚好停止膨胀，即宇宙的实际密度等于临界密度。经过无限漫长的时间，宇宙的膨胀速率会逐渐慢下来。在这种情况下，宇宙是平坦且无限的。

测量表明，宇宙是平坦的，这表明它也是无限的。光速限制了我们所能看到的自大**以来的可见宇宙体积，因为宇宙大约有138亿年的历史，天文学家*远也就只能看到距离地球138亿光年的地方。

测量宇宙

天文学家通过测量宇宙的膨胀速率和它的密度来确定其形状。

20世纪初，在研究遥远的星系时，美国天文学家埃德温·哈勃注意到这些星系都远离银河系而去。他宣布，宇宙正朝四面八方膨胀。自那时以来，天文学家依赖对超新星和其他天体的测量来更**地计算宇宙膨胀的速度。

还有通过测量宇宙的背景辐射来确定它的形状。美国宇航局的威尔金森微波各向异性探测器(WMAP)通过测量宇宙微波背景的波动来确定宇宙是开发还是闭合的。在2013年，科学家宣布，宇宙是平坦的，误差幅度只有0.4%。

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