宇宙形状之迷

kerd.!

以前，人们一直以为，宇宙是一个三维空间。直到20世纪初，爱因斯的相对论横空出世，才改变了人们的看法。爱因斯的相对论给空间、时间和引力都赋予了全新的概念，它为我们研究大尺度、大质量的宇宙提供了比牛顿定律更先进和更强大的武器。按照爱因斯坦的广义相对论，宇宙太空是一个看不见的结构，其大尺度的形状受到内部物质引力的影响，同时受到本身结构中暗藏的力的影响。由于宇宙空间存在着大量的恒星和星系，这个引力十分巨大。巨大的引力使宇宙的空间结构发生变形，即在物质周围的空间中，产生了一个“挤压”，“挤压”的结果使正常的三维空间变成四维甚至更高维的空间。

为什么三维空间变形（或称弯曲）就会变成四维或更高维的空间呢？道理很简单。我们先看简单的情形：一维空间（直线）弯曲，它就会变成二维空间，二给空间（平面）弯曲，就会变成三维空间。同样道理，三维空间弯曲肯定会变成四维甚至更高维的空间。四维（或更高维）空间是个什么样子呢？我们无法想象。因为我们人类生活在“三维”世界里，我们的脑子里只有“三维”和“三维”以下的的概念，对三维以上的空间我们无法理解。打个比方说：一个小球沿地面滚动并掉进一个小洞里，在我们人类看来，小球是存在的，它还在洞里面；而对于低等动物来说，它得出的结论是：小球已不存在了！它消失了。为什么会得出这样的结论呢？因为它生活在“二维”世界里，它脑子里只有“二维”的概念，对“三维”事件是无法清楚理解的。同样的道理，因为我们人类生活在“三维”世界里，对于比我们多几维的宇宙，也是很难理解清楚的。因为高维空间很难想象，科学家为了帮助人们理解，先把我们的宇宙表示成“二维”模型（二维橡皮单），然后再进行弯曲，就得到高维空间的宇宙模型。

那么，我们这个弯曲的“二维橡皮单”宇宙是个什么样子呢？目前尚无定论。但大多数科学家都倾向于英国科学家霍金（其人全身瘫痪，而思维异常敏捷）的观点。霍金认为：“我们的宇宙有限而无界，只不过比地球多了几维。”为什么说我们的宇宙是有限的？因为我们的宇宙起源于大爆炸，大爆炸至今的时间是有限的，宇宙膨胀的速度也是有限的，所以，我们的宇宙也应该是有限的。但这个有限的宇宙又是没有边界和中心的。这似乎不可思议，有限怎么可能无界？这完全有可能！例如地球表面（二维球面）就是有限而无界的。在地球上，无论从南极走到北极，还是从北极走到南极，你始终找不到地球的边界，但你不能认为地球是无限的。实际上我们的地球是有限的。地球如此，宇宙也如此（只不过是多了几维）。因为宇宙没有边界，当然也就没有中心（就象一个球面没有中心一样）。假如有可能的话，你不论从宇宙的什么地方出发，沿着一个方向前进，最终你都会回到原地（当然这只能是假设），就像你从地球的任何一点出发，朝一个方向前进，最终都会回到原地一样（有点不可思议吧，但事实就是这样！）。

这就是我们的宇宙！一个有限的、没有中心和边界的、多维的宇宙。

那么，这个“有限、多维、无界的宇宙”是什么形状呢？最简单、最容量想到的形状是球形；其次是轮胎形或叫面包圈形；再就是一个瓶嘴弯过来插在瓶身上的形状，即克莱因瓶形。目前，科学家认为，宇宙的形状可能是这三种形状之一。但要注意，你不能把上面的形状想像成三维的！如果你这样想象，你就无法得出我们的宇宙是没有中心和边界的结论。

需要强调的是，有限而无界的观点虽然得到了许多科学家的承认，但它不是唯一的观点。目前仍有一些科学家认为宇宙是无限的。宇宙无限的观点显然与大爆炸理论是相违背的，而大爆炸理论已为许多观测结果所证实。（最近在一本书上看到这样一句话：“自从人们在观测中知道宇宙正在膨胀中，速度又正在减慢下来，于是一个全新的宇宙有限观，几乎代替了宇宙无限的旧观念。”）

同样需要强调的是，宇宙的形状永远只能从理论上去推测，因为我们不可能跑到宇宙之外去观测宇宙！

Ripper

这种物理知识  貌似很多人都不能消化啊！

kerd.!

　所以要大家慢慢消磨啊。　
　　　可以慢慢来。　
这种知识　还是多懂点好。　

Ripper

楼上从什么地方看到的这个理论  太惊人了

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不是有新的推论说宇宙可能是12面体吗（我不是在搞笑...），然后超越边界后依然有可能从边界返回而无法突破

Conflux

...每个宇宙分为9个银河系...每个银河系有499个太阳系...每个太阳系有15个行星...GO大人住在[1:1:2]...这就素宇宙滴真正形状...