為什麼說“甜甜圈”最有可能是宇宙的形狀呢?2021科學家有所發現

當你抬頭仰望星空的時候,你有沒有想過一個問題:我們的宇宙,到底是什麼形狀的呢?

這個問題,一直困擾人類好幾百年了。從最開始探索地球的形狀,到之後太陽系,銀河系。越是探究,越發現,我們僅僅只是一個整個合集的極小的一部分。

為什麼說“甜甜圈”最有可能是宇宙的形狀呢?2021科學家有所發現

要知道宇宙長什麼樣,就必須從宇宙的形成開始研究,目前科學界比較統一的說法就是大約在138億年前,一個質量無限大、體積無限小的奇點爆炸,時間、空間和物質等等從那一刻開始產生,並迅速膨脹形成現有的宇宙。

有了這些基礎條件,就不可避免地引出一個人,那就是愛因斯坦。根據他的廣義相對論,那麼空間、時間、質量和能量都是密不可分的。重力可以導致光線彎曲,從而影響時間,甚至會決定空間本身的形狀。以此可以得出一個推論——質量可以扭曲空間。

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所以在科學不斷髮展的今天,依據數學模型,科學家有了一個理論值,也就是宇宙達到平衡的臨界密度。

這個數值可以依據宇宙膨脹率計算出,那膨脹率如何得出呢?

其實在宇宙大爆炸的同時,會釋放出一種電磁波輻射,被稱為宇宙微波背景輻射。透過捕捉這種輻射,不僅可以知道宇宙的年齡,還可以用來計算膨脹率。

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有了臨界密度值之後,科學家有了一個數學模型:

由於宇宙總質量除以宇宙總體積就是宇宙的實際密度,所以如果宇宙實際密度小於臨界密度,那麼宇宙就會一直膨脹下去,稱為開宇宙。這時候宇宙質量產生的引力不足以阻止它繼續膨脹,所以宇宙將永遠向外擴張,所以宇宙的形狀,就會是一個類似於馬鞍型的曲面;

為什麼說“甜甜圈”最有可能是宇宙的形狀呢?2021科學家有所發現

反之如果宇宙實際密度大於臨界密度,那麼膨脹過程遲早會停下來,並將隨之出現收縮,稱為閉宇宙。這時候宇宙的形狀,將會是一個完美的球體。

如果二者相等,那麼意味著達到了平衡,宇宙將會是平坦的。這和2018年歐洲宇航局的普朗克衛星掃描結果很類似。

那也就意味著如果沿著測地線發出兩束平行光,那麼它們永遠也不會相交。

為什麼說“甜甜圈”最有可能是宇宙的形狀呢?2021科學家有所發現

但在2021年的今天,法國和美國的科學家透過分析宇宙誕生之初的光,推測宇宙的形狀應該是一個甜甜圈,或者說輪胎形狀。

因為他們發現早期的光呈現出連線態,“在無窮遠”處是會相交的,而不是絕對平行。

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根據這個”甜甜圈宇宙模型“,推算出整個宇宙的真實半徑大約在3000億光年到4000億光年左右,比我們現在可觀測宇宙要大上許多。

這個理論目前雖然依舊不能被證實,不過至少解決了一個疑問,那就是我之前有一期關於宇宙中的暗物質和暗能量中講到的,科學家發現宇宙正在加速膨脹。

為什麼說“甜甜圈”最有可能是宇宙的形狀呢?2021科學家有所發現

如果宇宙是平面,那麼將會無限擴大;宇宙是球體也會變大;這樣就會無限進行下去,宇宙越來越大,顯然說不通。

只有是這種甜甜圈的形狀,才能夠解釋宇宙這種看似加速的情況,因為實際上只是在甜甜圈內部不斷繞行而已。

為什麼說“甜甜圈”最有可能是宇宙的形狀呢?2021科學家有所發現

有人說人力終究有限,我們不可能跳脫出宇宙去俯瞰它的形狀,只要身處宇宙,那麼觀測宇宙全貌就是痴心妄想。

這種想法有些悲觀,因為至少,這是人類對於未知事物的鑽研和探究精神體現。

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