有限？无限？宇宙是什么形状的？

宇宙可能具有不同的形状，这一问题一直困扰着科学家们，无法确切确定。现在，一种新的探测策略正在探索一些微妙的信号，或许能解开宇宙形状的谜题。

古希腊哲学家亚里士多德曾提出一个问题：宇宙是无限的吗？他认为这一问题是探寻真理的关键。根据他的观点，宇宙中的"天体"围绕地球做圆周运动，而这些天体是有限的，不是无穷无尽的。亚里士多德认为地球是宇宙的中心，因此推断宇宙应是有限的，以支持地球为中心的论点。

尽管亚里士多德的推断有循环论证的瑕疵，但他的结论却引发了后人对宇宙形状的思考。如今，现代科学依然无法确定宇宙是有限还是无限的，可能是广袤无垠，也可能具有特定的形状，比如球体或甜甜圈状。

现代科学家对宇宙形状的好奇心驱使他们采用更严谨的方法研究整体拓扑结构。科学家在二十年前进行了首次测试，将多种可能的拓扑结构与可能存在的天文数据信号进行对比。尽管目前信号搜索还未成功，但希望未来能揭示更多信息。

最近，来自七个国家约 15 名科学家组成的 Compact 团队提出了一种新的寻找拓扑线索的方式。他们利用了先进的算力，认为过去的拓扑结构搜索还远未涵盖所有可能性。这种前沿研究旨在揭示或约束空间拓扑结构，是对宇宙形状探索的重要一步。

对于宇宙的大小和形状，天体物理学家尼尔・科尔尼什认为是一个重要的问题。他指出，探索宇宙拓扑结构是一项具有深远意义的任务，需要全面的分析。

天空中的圆环

科学家们通过研究宇宙拓扑结构绘制地图，尝试探索宇宙的奥秘。1998 年，科学家们发表了《天空中的圆环（Circles in the Sky）》一文，为探索宇宙拓扑结构提供了新的思路。

根据研究人员的假设，若宇宙拥有特殊形状，则光线会沿着不同路径回到地球。这种推测引发了一系列有趣的研究。

尽管地球表面是球体，但宇宙整体的形状可能迥异。例如，想象宇宙是一个环面，光线可以沿着多种路径环绕，最终返回原点。

在科学家的努力下，对宇宙拓扑结构的研究不断深入。通过分析宇宙微波背景辐射等数据，或许能揭示宇宙形状的更多秘密。

在《天空中的圆环》中，科学家们描述了宇宙学数据是如何揭示宇宙可能具有特殊拓扑结构的。他们在宇宙微波背景辐射中寻找能否展示出特定拓扑结构的迹象。

科学家们利用威尔金森微波各向异性探测器的数据，寻找遗留在宇宙背景辐射中的圆环，试图揭示宇宙的形状之谜。

研究发现，未发现圆环可能意味着宇宙是无限的，但也不能排除其是有限的可能性。这一结论引发了更多对宇宙形状的思考。

为了进一步的研究，科学家们需要开发出适用于宇宙深处的技术。

聆听鼓的形状

Compact 团队的研究基于数学家马克・卡茨的理论，提出了一种新的研究方法。他们试图通过在宇宙微波背景辐射和其他宇宙数据中分析留下的信号，揭示宇宙的结构。

科学家们利用宇宙微波背景辐射上的微小变化分析声波在宇宙中传播产生的图案，来推测宇宙的结构。

宇宙微波背景辐射上的图案带有重要的信息，通过详细分析可揭示宇宙的结构及形状。

研究人员认为，宇宙的特定拓扑结构可能会放大或减弱某些信号，这对探寻宇宙的形状具有重要意义。

科学家们通过研究波动的相关性来探寻宇宙的拓扑结构。这项研究旨在揭示宇宙形状的更多信息。

拓扑结构或许是解开宇宙形状谜题的关键。识别出声音图谱中的模式和频率等特征，可能有助于揭晓宇宙的神秘面纱。

科学家研究发现，拓扑结构能影响宇宙微波背景辐射中的图案，这一发现引发了对宇宙形状的更深层次思考。

未来，将继续研究不同拓扑结构可能带来的声音图像，以探究宇宙的形状及结构。

可能的拓扑结构

Compact 团队从简单的拓扑结构入手，逐步探索更为复杂的结构。他们发现，宇宙可包含多种平坦空间结构，每一种结构都可能展现出独特的特征。

最近，Compact 团队展示了 9 种可定向平坦拓扑结构模板。这种可定向结构具有特殊特征，对描述宇宙形状起到关键作用。

未来，Compact 团队计划研究正曲率拓扑结构的特征，进一步揭示宇宙奥秘。

通过研究宇宙微波背景辐射和天体分布，Compact 团队希望揭示更多有关宇宙拓扑结构的信息。这一研究有望在未来几年内取得新的进展，为解开宇宙形状之谜提供新的线索。

Compact 团队的研究被视为一项具有高风险和高回报的任务。他们认为揭示宇宙的拓扑结构将带来重大意义，努力探索宇宙的形状具有重要意义。

科学家们对宇宙拓扑结构的探索充满期待，尽管结果尚无法预测。但他们认为，对宇宙形状的研究可能会揭示宇宙的不同之处。

Compact 团队的研究展示，过去的数据并未淡化宇宙中存在异常现象的真实性，反而进一步提升了对这些异常现象的关注。对宇宙形状的研究将继续，寻找解释这些异常现象的可能性。

未来，Compact 团队计划展开更多研究，探索宇宙拓扑结构的更多信息。无论结果如何，对于探寻宇宙形状的努力都将继续。

作者：Steve Nadis

翻译：边颖

审校：7 号机

原文链接：Cosmologists Try a New Way to Measure the Shape of the Universe

本文来自微信公众号：中科院物理所（ID：cas-iop），作者：Steve Nadis

广告声明：文内含有的对外跳转链接（包括不限于超链接、二维码、口令等形式），用于传递更多信息，节省甄选时间，结果仅供参考。