宇宙究竟是什么形状?
在大家的认知中,宇宙一直是个膨胀的球体,有中心和边缘,但事实上,宇宙的形状,在三维空间是无法形象形容的,只有是用复杂的数学语言,才能够在三维空间制作出宇宙模型。
天文学家们都知道事情并非如此简单——宇宙大尺度的形状受到其内部物质的引力影响,同时受本身结构中暗藏的力的影响。事实上宇宙没有中心,也没有边缘。根据观察和数学建模,目前来说,形容宇宙形状的学说,主要有以下几种。
1.弯曲的太空
爱因斯坦的广义相对论说,太空并不只是真空,它是一个看不见的结构,里面嵌着恒星和星系。这些大量的物质使结构变形,在物质周围的空间中,产生了一个“挤压”。
普通空间的三维图像变形,会弯曲成为四维图像。因为这很难想像,所以科学家们往往将其简化,表示成为二维“橡皮单”的宇宙,一种由天体的质量而弯曲成三维图。
2.伸展的太空
天体间的质量使得太空向内围绕着它弯曲,但是很多天文学家们现在相信,存在着另一种力,隐藏在空旷的太空中,起到了相反的作用,把太空向外推,这可以用来解释最近的观察结果。观察表明宇宙同扁平模型相符。这个隐藏的作用力叫“宇宙常数”。
这个概念首先是由阿尔伯特爱因斯坦作为广义相对论的一部分提出的,尽现这后来他称此为他的最大的错误。
3扭曲的宇宙
按最大规模来说,整个宇宙的质量可以使得它周围的太空弯曲。广义相对论认为宇宙可以向三个方向中的任一方弯曲,这取决于里面物质的密度。如果再次用橡皮单模型,宇宙可能是扁平向的,它可能向内弯曲而两边相碰,也可能向外弯曲成马鞍状。
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