我们都生活在空间中，但到底什么才是空间？它有形状吗？

我们都生活在空间中，但到底什么才是空间？它有形状吗？

引用

网易

1.

https://www.163.com/dy/article/IPEUS33K0511A3AG.html

我们通常认为空间是无尽的，打个比方，就像一个等待接收货物的空仓库，或者是宇宙间万事发生的剧院舞台。但广义相对论告诉我们，空间并非如此简单。

空间的本质：从无限到实体

根据广义相对论，空间并不是无限的，而是一个具有实体性质的动态系统。物质和能量可以影响空间的形状，使其中的物体运动发生弯曲。引力波的传播和空间的扩张都是这一理论的直接推论。

空间曲率：理解空间形状的关键

所有这些现象都可以通过“空间曲率”这一概念来解释。在不同类型的时空中，物体的运动轨迹会表现出不同的特征：

• 平坦时空：如果附近没有能量或物质，相互平行运动的物体将保持平行。
• 正曲率时空：如在行星或黑洞附近，平行路径会交汇。
• 负曲率时空：平行路径甚至相向路径会相互偏离。

宇宙空间的整体形状

那么，整个宇宙空间的形状究竟是怎样的呢？科学家们主要通过两种方法来测量宇宙空间的曲率：

1. 三角形内角和测量：在平坦空间中，三角形内角和为180度。如果空间弯曲，内角和将大于或小于180度。
2. 能量物质密度测量：通过测量使空间弯曲的根本原因——宇宙间的能量和物质密度。

宇宙空间的惊人发现

目前的观测结果表明，宇宙空间的曲率非常接近于零，误差仅为0.4%。这意味着我们生活的空间是极其平整的，这本身就是一个巨大的宇宙级巧合：

• 如果宇宙中的能量和物质再多一点，空间就会发生弯曲；
• 如果再少一点，空间也会以另一种方式弯曲。

具体来说，这种平衡体现在平均每立方米空间中恰好有5个氢原子。如果这个数字变成6个或4个，整个宇宙的正向或负向弯曲程度都会大幅增加。

未来的探索

目前，科学家们还无法解释为什么宇宙的物质能量密度会如此精确。要完全理解整个宇宙的曲率，可能需要等待下一个“爱因斯坦”的出现。