当我们仰望夜空时，我们通常会看到两种重复出现的形状，诸如：恒星、行星、卫星以及许多其他的小行星，它们在本质上是球的形状，而太阳系、星系、乃至黑洞则是倾向于扁平的圆盘，而这些形状是重力对大质量物体影响的自然体现，但最庞大的质量结构会是什么形状呢？如果我们能从外部视角来观察整个宇宙的话？它会是个什么样子呢？今天半夏就来回答你这个非同寻常的问题:我们的宇宙究竟是什么样的形状呢？

什么形状呢？

几千年来，人们一直在猜想我们宇宙的形状，因为我们有一种内在的愿景，那就是对我们所生活的世界进行分类、排序，并从那充满不确定性的混乱中来建立某种秩序。为此，我们最主要的愿景之一就是想要了解它的外观。纵观历史，宗教文献以不同的方式回答了这个问题。耆那教经文将宇宙描述为类似于一个人体的形状，顶部狭窄，中间和底部渐宽，古代以色列人则视宇宙为漂浮在水面上的扁平圆盘，上面是天堂，下面是冥界。

天堂与地狱

哲学家亚里士多德认为我们的宇宙是一个球体。因为球体是最完美的形状，而印度教文献则认为：宇宙是一个巨大的宇宙蛋，里面包含着世间万物。不过，由于我们对这个世界认知的不断进步，我们实际上可以计算出宇宙的形状，并首次在历史上得出科学的答案，从前人们没有办法知道宇宙是什么形状，但是当阿尔伯特·爱因斯坦提出了他的广义相对论时，这个问题迎来了一个新的转折点，因为相对论表明：质量导致了空间结构的弯曲，因此宇宙的形状以及它的最终命运，可以通过它所包含的物质数量来进行推断，同时还能计算得出一个“临界密度”，即宇宙在无限长的时间后，停止膨胀所必需的质量数量。

临界密度

科学家能够将宇宙中的实际质量与临界密度进行比较，并以此确定宇宙的形状以及它最终将会如何终结，因为事实证明它可能会有三种形状。 如果宇宙的密度小于临界密度，那么宇宙中就没有足够的物质来抵消膨胀并阻止扩展，因而我们宇宙将永远的膨胀下去。在这种情况下，宇宙被认为是呈马鞍状的双曲线。

马鞍状双曲线

然而，但凡谈及到宇宙的形状时，最重要的是记住：我们的宇宙实际上存在于四维空间中，所以当我们所谈论的任何形状，都是我们能够理解的低维形状。但在这种情况下，我们实际上谈论的结构也是“四维鞍形”，尽管光永远不会回到它起源的地方，而是会永远的存在，并且随着时间的推移，它会距离它的起源更加遥远，并且由于它不断地膨胀扩展，它最终会到达一个点，在这个点上物质会开始被拉伸并分解成碎片。从而致使我们的宇宙以所谓“大撕裂”的方式结束。

宇宙撕裂

如果宇宙的密度大于临界密度，那么宇宙将最终会停止膨胀。这将使我们宇宙变成封闭的状态。它将呈现出四维球体的形状。在这种情况下，宇宙是有限的，可是却没有可辨别的边缘，但这也意味着：任何光在绕着宇宙旅行之后，最终会在它开始的地方结束，一个球形的宇宙会以一种叫做“大紧缩”的方式终结。所有的物质开始被拉向自身并在反向大爆炸中被粉碎，尽管这不是对宇宙形状普遍认可的观点，不过，2019年发表在《自然天文学》上的一项研究得出了结论：基于普朗克卫星对宇宙微波背景辐射的测量，宇宙有99%的概率是封闭的。该论文认为：标准的宇宙模型是基于未知的物理学，没有人真正见过宇宙膨胀、暗能量或者是暗物质。我们可能需要研究一套完全不同的物理学来帮助理解我们宇宙的形状。尽管如此，最广泛接受的宇宙理论是：它的实际密度是等于它的临界密度的，即宇宙是平的，就像是一张纸，而它的范围却是无限的，科学家利用威尔金森微波各向异性探测得出了结论：如果宇宙是平的，那么微波背景波动将只有一个角度，这是既定的事实，在2013年国际宇航局宣布：宇宙是平的，而且只有8.4%的误差。这意味着宇宙的总密度约为每立方米5.9个质子，其中4.6%是原子，24%是暗物质，71%是暗能量，宇宙的终结的方式将与马鞍宇宙的终结方式相似，所有物质在大裂缝中会被撕裂。尽管鞍形、球形和平面形是宇宙最有可能呈现的形状，但这并不意味着没有其他的几何理论。如上所述，许多关于膨胀的物理现象是未知的，所以我们的宇宙可能呈现出完全不同的形状。

宇宙膨胀

想来有一天，随着我们对世界认知的不断深入，那时甚至有可能发展出新的物理学，并以此来定义宇宙的形状。

屏幕前的你们认为：宇宙究竟是什么形状的呢？



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