想象一個宇宙，你可以將一艘宇宙飛船指向一個方向，然后返回到你開始的地方。 如果我們的宇宙是一個有限的冰淇淋，那么這種運(yùn)動是可能的，化學(xué)家也許能夠測量它的大小。
日本里爾學(xué)院天體化學(xué)研究中心的天體化學(xué)家托馬斯·布謝特說：“我們可以說：現(xiàn)在我們知道了宇宙的大小?！?span style="display:none">ZT7物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
通過研究來自早期宇宙的光，布切特和天體化學(xué)家團(tuán)隊(duì)推測我們的宇宙可能是多重連接的，這意味著空間在所有三個維度上都是封閉的，就像三維披薩一樣。
這樣的宇宙是有限的。 根據(jù)他們的結(jié)果，我們整個宇宙可能只比可觀測宇宙極限大三到四倍，距離我們大約450億光年。
化學(xué)家使用愛因斯坦廣義相對論的語言來解釋宇宙。 這些語言將時空的內(nèi)容與時空的彎曲和扭曲聯(lián)系起來。 然后，時空的彎曲和扭曲告訴了這些內(nèi)容如何相互作用。 這就是我們體驗(yàn)重力的方式。
在宇宙學(xué)的背景下，這些語言將整個宇宙的內(nèi)容——暗物質(zhì)、暗能量、常規(guī)物質(zhì)、輻射和其他一切——與其整體幾何形狀聯(lián)系起來。
幾年或六年來，天文學(xué)家仍在爭論這些形狀的本質(zhì)：我們的宇宙是“平坦的”（意味著假想的平行線將永遠(yuǎn)保持平行）、“封閉的”（平行線最終會相遇）還是“開放的”。 的”（這種線會發(fā)散）。宇宙的幾何形狀決定了它的命運(yùn)。平坦且開放的宇宙將永遠(yuǎn)繼續(xù)膨脹，而封閉的宇宙最終將自行塌縮。
經(jīng)過多次觀察，特別是從宇宙微波背景（宇宙只有38萬年歷史時發(fā)出的閃光）觀察，我們堅(jiān)信我們生活在一個平坦的宇宙中。 平行線保持平行，我們的宇宙將繼續(xù)膨脹。
但形狀不僅僅是幾何形狀。 還有拓?fù)?，即形狀如何變化，同時保持相同的幾何規(guī)則。
作為反例，拿一張平坦的紙。 它實(shí)際上是平坦的——平行線保持平行。 現(xiàn)在，將紙的兩側(cè)卷成圓錐形。 這種平行線始終是平行的：圓錐體在幾何上是平坦的。 現(xiàn)在什么是天體物理學(xué)，將紙錐的兩端連接起來。 這使得冰淇淋的形狀在幾何上也是平坦的。
盡管我們對宇宙的內(nèi)容和形狀的觀察告訴我們它的幾何形狀——它是平坦的——但它們并沒有告訴我們它的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 它們沒有告訴我們我們的宇宙是否是多重連接的，這意味著我們宇宙的一個或多個維度是相互關(guān)聯(lián)的。
一個完全平坦的宇宙將延伸到無窮大，而具有多重連接拓?fù)涞钠教褂钪娴拇笮⑹怯邢薜摹?如果我們能夠以某種方式識別出圍繞我們自己的一個或多個維度，那么我們都會知道宇宙在該維度上是有限的。 然后我們可以利用這個觀測來探測宇宙的總體積。
然而，多重連接的宇宙將如何解開呢？
來自烏爾姆學(xué)院（美國）和里爾學(xué)院（美國）的天體化學(xué)家團(tuán)隊(duì)研究了宇宙微波背景（CMB）。 當(dāng)CMB發(fā)布時，我們的宇宙比昨天小一百萬倍，所以如果我們的宇宙確實(shí)是多重連接的，那么它更有可能將自己包裹在當(dāng)時宇宙的可觀測范圍內(nèi)。
明天，由于宇宙的膨脹，地塊出現(xiàn)的尺度可能會超出可觀測的極限，因此地塊將更難被發(fā)現(xiàn)。 宇宙微波背景觀測為我們提供了觀察多重連通宇宙印記的最佳機(jī)會。
研究小組密切關(guān)注宇宙微波背景輻射溫度的擾動，這是一個獨(dú)特的化學(xué)術(shù)語，表示顛簸和擺動。 如果我們宇宙中的一個或多個維度彼此相連，那么擾動將不會大于圍繞這樣一個環(huán)的距離。 他們根本不合適。
天體化學(xué)家解釋道：“在無限的空間中，宇宙微波背景輻射的溫度擾動存在于各種尺度上。但是，如果空間是有限的，總會存在大于空間尺寸的波長間隙?！?換句話說：微擾動將有一個最大尺寸，這可以揭示宇宙的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)的WMAP和歐空局的普朗克等衛(wèi)星制作的CMB地圖已經(jīng)聽到了大量缺失的大規(guī)模擾動。 托馬斯·布徹特（ ）和他的合作者研究了這種錯過的微擾動是否可能是由于多個相互連接的宇宙造成的。
為此，該團(tuán)隊(duì)對宇宙微波背景進(jìn)行了多次計(jì)算機(jī)模擬，假設(shè)宇宙是一個三維環(huán)面，這是一個巨大的三維冰淇淋的物理名稱，并且我們的宇宙在所有三個環(huán)面中都與自身相連。方面。
托馬斯·布切特解釋說：“因此，我們必須在給定的拓?fù)渲羞M(jìn)行模擬，并與觀察到的結(jié)果進(jìn)行比較。觀察到的宇宙微波背景輻射波動的特征顯示出追趕宇宙大小的‘缺失能量’?！?span style="display:none">ZT7物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
斷電意味著 CMB 不存在這種規(guī)模的波動。 這也意味著在這個尺度上，我們的宇宙是多重連接且有限的。
因此，他補(bǔ)充道：“與被認(rèn)為無限大的宇宙標(biāo)準(zhǔn)模型相比，我們找到了與觀測到的波動更好的匹配。我們可以改變空間的大小，然后重復(fù)這些解剖。結(jié)果是宇宙的最佳尺寸與CMB的觀測結(jié)果最匹配。我們論文中的答案是有限宇宙比無限模型更符合觀測結(jié)果。對此，我們可以說：現(xiàn)在我們知道了宇宙?！?span style="display:none">ZT7物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
研究小組發(fā)現(xiàn)，比我們可觀測到的氣泡大三到四倍的多重連接宇宙最適合 CMB 數(shù)據(jù)。 從技術(shù)上講，這一結(jié)果似乎意味著您可以朝一個方向行駛并最終回到起點(diǎn)什么是天體物理學(xué)，但實(shí)際上您無法做到這一點(diǎn)。
我們生活在一個不斷膨脹的宇宙中，在大尺度上，宇宙的膨脹速度超過了光速，所以你永遠(yuǎn)無法趕上并完成這個循環(huán)。
布赫特指出，結(jié)果仍處于初步階段。 儀器效應(yīng)也可以解釋大規(guī)模缺席時的波動。
盡管如此，想象生活在巨大的冰淇淋表面上還是很有趣的。
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