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宇宙存在邊界嗎?宇宙的形狀又是怎樣的?

關於宇宙是否存在邊界的問題,以目前人類的認知是無法回答的。因為我們被局限在可觀測宇宙中,不清楚不可觀測宇宙有多大,無法了解到整個宇宙的情況。

在很早之前,人們認為宇宙是靜態且有限而無界的。即便是愛因斯坦也是這麼認為,以至於他在廣義相對論的引力場方程中加入了一個宇宙學常數來對抗宇宙的引力坍縮效應,從而使宇宙維持靜態。不久後,通過對遙遠星系的光譜分析,天文學家發現宇宙是動態的,目前正在膨脹變大。這意味著過去的宇宙很小,最小小到極致的奇點,宇宙就是從那時開始的。

由於宇宙一直在膨脹,並且後來發現在加速膨脹,這導致我們只能看到半徑為465億光年的部分宇宙,還有另一部分我們無法看到。雖然我們現在很難了解整個宇宙的情況,但通過測量可觀測宇宙中的物質密度,天文學家能夠對宇宙的幾何結構和未來做出合理推測。

根據美國宇航局(NASA)的威爾金森微波各向異性探測器(WMAP)在2014年給出的觀測數據,宇宙的平均質能密度為9.9×10^-30克/立方厘米,這意味著平均每立方厘米的空間中只存在大約6個質子。理論上,這個密度恰好等於臨界密度,誤差小於0.5%。這意味著宇宙的幾何形狀很可能是平坦的,宇宙會一直膨脹下去,並且宇宙可能是無界無限的。

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