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文章翻译问伊桑＃87：宇宙的形状

不要试图抹去过去。它塑造了您的今天，并帮助您成为明天的样子。

齐亚德·阿卜杜勒

宇宙甚至比我们还多，它是由它诞生之时所存在的条件组成的。但是她采取了什么形式？我选择了汤姆·贝瑞（Tom Berry）的读者问题，他问：

据我了解，宇宙具有鞍形。我想知道为什么在大爆炸之时，所有物质都没有在各个方向上均匀地散射，并且没有赋予宇宙球形的形状。

让我们首先删除一个维，然后讨论形成二维表面的原因。您可能会想象一架飞机-像一张纸。它可以卷成圆柱体，尽管表面会自动连接-一方面可以转到另一侧，但它仍然是平坦的表面。

这是什么意思？例如，您可以绘制一个三角形并添加内角的尺寸。如果得到180度，则表面是平坦的。如果绘制两条平行线，它们将始终保持不变。

但这只是一个选择。

球的表面是二维的，但不是平坦的。任何一条线都开始变圆，并且如果添加三角形的角度，则得到的值大于180度。通过绘制平行线（以平行线开始的线），您将最终看到它们会相交。这样的表面具有正曲率。

另一方面，鞍形表面代表另一种类型的非平面二维表面。它在一个方向上是凹面，而在另一个方向上是凸面，垂直，是具有负曲率的表面。如果在其上绘制三角形，则角度的总和小于180度。两条平行线将在不同方向上分开。

您还可以想象一张平坦的圆形纸。如果从中切出楔块并再次粘上，则将获得正曲率的表面。如果将此楔形插入另一个相同的块中，则将得到负曲率的表面，如图所示。

从三维空间想象二维表面非常简单。但是在我们的三维宇宙中，一切都有些复杂。

至于宇宙的曲率，我们有三种选择：

-正曲率，例如在较高维中为球形-负曲率，在较高维中
为鞍形
-零（平坦）-三维网格

有人会认为大爆炸的出现暗示了第一个球形版本，因为宇宙在各个方向上似乎都是相同的-但事实并非如此。宇宙在所有方向上都相同的一个非常有趣的原因-它与曲率无关。

宇宙在所有地方（同质）和方向（各向同性）都相同的事实证明了大爆炸的存在，其假设说，一切始于热密集的同质状态，其中初始条件和自然定律在任何地方都相同。

随着时间的流逝，小的偏差会导致结构的出现-恒星，星系，星团和巨大的空隙。但是，宇宙具有同质性的原因是，万物具有相同的开始，而不是曲率。

但是我们可以测量曲率的大小。

该图显示了在背景宇宙辐射中捕获的波动模式。波动的峰值（在特定角度范围内最热和最冷的位置）取决于宇宙的工作方式及其组成。如果宇宙具有负曲率（鞍形），则宇宙趋向于较小的比例，如果为正，则趋向于较大的比例。

原因与我们描述的相同-直线在这些表面上的行为。

因此，我们只需要研究背景宇宙微波辐射的波动，就可以测量观测到的宇宙的曲率。

那我们得到什么呢？

我们得到蓝色圆圈所示的曲率大小约为0.5％。这表明宇宙的曲率与平面是无法区分的。

它实际上在各个方向上均一地扩展，但这与曲率无关。当然，在比我们可以观察到的更大的尺度上，宇宙的曲率可以为非零。大爆炸之后发生的通货膨胀过程成倍增加了宇宙的每个部分。

也就是说，宇宙的曲率可能是正的或负的，看起来像一个鞍形或球形，它可以是自连接的，我们可以从一端到达另一端。这不能排除-但在可观察的部分中并非如此。对于我们来说，宇宙与平坦的世界是无法区分的。但是，正如D部分中的图所示，我们可以假定您的空间是平坦的，而宇宙可能不是平坦的。这是根据我们所掌握的信息得出的结论。

原始材料。

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