宇宙的形狀是什麼？宇宙是我們所能觀察到的一切，所以我們不能站在它外面看它的形狀是像一個球，還是薯片，或者完全是別的什麼東西。不過，這並不意味著宇宙學家們不想搞清楚這個問題。這是一個重要的問題，儘管它迫使我們擴展我們思考形狀的方式。事實證明，這個問題的答案關係到宇宙是由什麼組成的，以及它是如何開始的。最近，當三位宇宙學家聲稱宇宙會自我捲曲時，這個問題引起了一些公眾的關注。這與許多其他觀察結果相矛盾。那麼誰是對的？
首先，如果宇宙向各個方向無限延伸，那麼它的形狀又意味著什麼呢？
雖然從太空拍攝的照片中，地球的圓形最為明顯，但人類自古以來就知道我們這個星球的形狀。（有趣的事實:克里斯多福·哥倫布發現地球是圓的神話是由"斷頭谷的傳奇"人物華盛頓·歐文（Washington Irving）創造的。（也許不要相信那個傢伙的歷史軼事。）換句話說，我們不必到太空去了解地球的形狀:我們只需測量一下，如果地球是平的，測量結果就會不同。
想一想地球上的經線:它們從赤道開始彼此平行，但在兩極匯合。如果我們讓兩架飛機從赤道向北飛行，比如從中國和美國開始，它們會彼此越來越近，直到最終到達同一地點。宇宙學家說，地球到處都有"正曲率"，這是表達「球形」的一種奇特的方式。
同樣的道理也適用於宇宙:我們可以觀察到因其形狀不同而呈現不同的各種特性。我們談論的不是飛機，而是光，光儘可能沿著最直的路逕行進。如果兩條最初平行的光線會聚，宇宙就像球體一樣具有正曲率，我們說它是封閉的。如果這些光線發散，宇宙就是"開放的"。並且具有負曲率。（這個更難想像:它是一個土豆片狀的幾何形狀，稱為"雙曲面"。）如果它們保持平行，宇宙就是平的。
檢查會聚或發散的一種方法是在宇宙微波背景輻射（CMB）中:宇宙大爆炸38萬年後來自各個方向的光。這意味著這些光子已經運行了138億年。如果宇宙是封閉的、開放的或平坦的，宇宙微波背景輻射中的波動就會顯得不同，因為光子必須沿著由宇宙幾何學決定的路徑傳播。
在正曲率的情況下，畫出的三角形的角加起來超過180度；在負曲率的情況下，繪製的三角形的角加起來小於180度；在曲率為零的情況下，畫出的三角形的角加起來正好是180度。
許多CMB觀測，包括氣球攜帶的回力棒望遠鏡和WMAP空間天文臺，測量了這些波動，發現宇宙是——平坦。這聽起來可能很無聊，特別是如果你是一個光子在一個方向上運行了138億年，但這實際上是宇宙學家所期望的。
事實證明，平整度就像在邊緣上平衡一枚硬幣:如果你這樣設置它，它就會保持這樣，但即使是輕微的輕推也會使它移位。更科學地說，如果宇宙開始時是閉合的或開放的，那麼隨著時間的推移，這些幾何起源的影響將變得更加明顯。我們看不到這一點，所以天文學家甚至在CMB測量結果顯示宇宙是平的之前就懷疑它是平的。
平坦性有助於我們確定物質的相對數量——既包括規則的原子，也包括將星系維繫在一起的神秘的不可見暗物質——以及使宇宙加速膨脹的暗能量。平坦的宇宙意味著這些東西處於蹺蹺板上:在給定的體積內，暗能量越多，物質就越少，反之亦然。
這就是為什麼《自然天文學》一篇文章引起了轟動。作者聲稱，如果宇宙是如此輕微的封閉，那麼測量之間的差異就可以得到解釋。保持宇宙接近但又不是完全平坦是一個困難的技巧，而支持平坦的大量證據使大多數宇宙學家持懷疑態度。
宇宙的平坦性是關於它的更奇怪的事實之一。儘管如此，科學家們從未停止過一點點的古怪，解釋為什麼宇宙一開始是平的需要額外的物理知識。比如"膨脹":假設宇宙在大爆炸後的第一個瞬間極度迅速膨脹。許多下一代宇宙學觀測致力於理解那些最初的時刻，因此，關於宇宙如何變平的故事還遠未結束。
最後小編想問下，你認為宇宙是什麼形狀呢？歡迎在下面留言評論告知！
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