宇宙是平坦的,这到底是什么意思

2021-11-25 16:36:34 文章来源:网络
  欧几里德几何学中有这样一条公理:如果你通过一条直线外的一点,你只能引导一条平行于它的直线。那么,你能通过直线外的一个点引导多条平行于它的直线吗,或者你能通过直线外的一个点引导一条平行于它的直线吗?尼古拉·洛巴切夫斯基(Nikolay Lobachevsky)和雅诺斯·博耶(Janos Boyer)分别证明了前者,而伯恩哈德·里曼(Bernhard Riemann)证明了后者。后来,Riemann总结了这些几何并创建了Riemann几何,即有三个基本不同的空间曲面。具有正曲率的曲面,例如球体;具有负曲率的曲面,如鞍形曲面;也有曲率为零的曲面,如一张平面纸。当时,尽管黎曼几何学诞生了,但黎曼几何学并不知道它的作用
  在20世纪初,阿尔伯特·爱因斯坦利用黎曼的度量张量发展了广义相对论。简而言之,爱因斯坦意识到,以绝对的方式来考虑空间和时间是没有意义的。在狭义相对论中,如果你以接近光速的速度旅行,空间将沿着你运动的方向收缩,时间将膨胀。然而,狭义相对论描述了一个没有引力的宇宙,但我们的宇宙确实有引力。不仅质量的存在,而且所有形式的能量的存在都会以特定的方式导致时空结构的弯曲。爱因斯坦花了整整十年的时间,从1905年到1915年,在很大程度上依靠黎曼的早期工作来找出如何将引力纳入相对论。它的特点是,当我们将广义相对论的场方程应用于我们的宇宙时,我们发现三者之间存在着复杂的关系:宇宙中各种物质和能量的总和;在最大的宇宙尺度上,宇宙整体膨胀的速度;观察宇宙的曲率
  在热大爆炸开始时,宇宙非常热,非常稠密,膨胀非常快。因为在广义相对论中,时空结构本身的演化模式完全取决于其中的物质和能量,所以
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