爱因斯坦指出空间可以弯曲,但观测数据表明宇宙在大尺度上是近似平坦的。
从理论上讲,时空的结构本可以以任何conceivable的方式弯曲。那么,为什么我们观测到的宇宙是平直的呢?
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在环面宇宙模型中,即使在无曲率(平坦)的时空中,沿直线运动也会使你回到出发点。若无法从更高维度观察我们所处的三维世界,我们就无法知晓或测量其真实的空间尺度与形状。 来源:ESOJ.Law
宇宙的形状本不必是平直的;它也可能具有正曲率,如同高维球面,或者具有负曲率,如同高维马鞍面。 空间之所以能够弯曲,是因为其几何形状并非绝对,而是由质量与能量的分布以及宇宙的膨胀速率等因素共同决定的。 然而,当我们进行观测时,发现我们的宇宙确实是平直的。这一点能告诉我们许多信息,从宇宙学的角度来看,它具有极其重要的意义。
宇宙的形状是什么样的?如果你出生在1800年之前,很可能根本不会想到宇宙本身竟然可能具有某种形状。和所有人一样,你从小学习的几何学遵循欧几里得的规则,认为空间最多不过是一个三维的网格结构。在确立了这种绝对空间的概念后,你也会像其他人一样,基于牛顿力学,假设任意两个物体之间的相互作用力都沿着唯一一条直线传递。然而,我们的认知已经取得了巨大进步,不仅空间本身会因物质和能量的存在而发生弯曲,而且我们还能直接观测并测量这些效应。
宇宙作为一个整体,并非必然具有空间曲率,且该曲率在观测上与平直几何无法区分。然而,我们所处的宇