宇宙时空真的是平坦的吗?取决于能量物质密度我们习惯于把空间想象成事情发生的空

傻大方提示您本文标题是：《宇宙时空真的是平坦的吗?取决于能量物质密度》。来源是魔力科学小实验。

宇宙时空真的是平坦的吗?取决于能量物质密度。密度|能量|物质|曲率|宇宙时空|取决于---

我们习惯于把空间想象成事情发生的空旷位置，例如预备放东西的空仓库，或是让宇宙中的事件表演的舞台。

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但广义相对论预测，空间并不只是一片虚无，而是一个实体、动态的东西，很多实验也支持这一预测。空间会因为物质和能量扭曲，并影响在其中移动物体的运动轨迹。空间也可以被重力波影响而震动，也可以扩张，在空间中产生越来越多的空间。

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这些看起来不同的现象，也可以用一个概念描述:空间曲率或者说时空曲率。

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在例如周围没有能量和物质的平坦空间中，平行移动的物体永远都是平行的;在行星或黑洞等周围的正曲率空间中，平行的运动轨迹相交。

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而在负曲率空间中，平行甚至原本会相交的运动轨迹逐渐变远。

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但是整个空间呢?如果空间各处都是正曲率，那么空间只能是一种形状:一个巨型马铃薯。若你向同一方向一直前行，最终一定会回到起点。若时空整体曲率为0，他只能是一块无限延伸的平面，或者可能以某种方式循环，就像游戏一样。若时空整体曲率为负，体育运动就成为了不可能。那么，到底是哪一款呢?

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测量大尺度的宇宙曲率有两种方法。第一种是测量三角形的内角和。若时空为平，那三角形的内角和为180度。若时空为曲，那内角和则会大于或少于180度。宇宙学家进行了测量早期宇宙中三角形的实验，也就是查看早期宇宙的照片，然后计算图中各点之间的关系。

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第二种测量曲率的方式是测量会造成空间扭曲的原因:时空中物质和能量的密度。宇宙学家也对此进行了测量。但两种方法得出的结果，都表示时空大致上是平的，只有0.4%的误差。

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在你因为我们不是生活在球形宇宙中失望前，先让我告诉你一个大问题:生活在一个平坦的时空，这似乎是一个宇宙级别的巨大巧合。若时空中有多一点物质或能量，我们便会生活在球状时空。物质和能量若是少一点点，时空便会呈现相反的形状。但我们的时空拥有刚好的物质能量密度让宇宙完美平坦。

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这个完美比例相当于平均每一立方米内有5粒氢原子，周围堆在一起的众多原子，有巨大的空旷空间作为平衡。如果每立方米有6个或是4个氢原子，整个宇宙就会扭曲得多或少。我们到现在也不知道宇宙的质量能量密度为何刚刚好。说到宇宙的曲率，我们的知识实在太少了。

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