若有似無的小矜持。2022.03.29 回答

宇宙沒有確切形狀，在愛因斯坦的廣義相對論中，空間和時間被連線在一個有彈性的“簇拓撲空間”——一個數學物件中，這個拓撲空間的每個小片粗看象一個四維的橡膠片。光線沿拓撲空間的輪廓前進，這個輪廓被叫做測地線。在一個平坦的平面上，從一個遠距離物件發出的平行光將保持和它們接近一個觀測者時同樣遠近的分隔。但是在一個有正曲率的表面，如一個球，接近的光線將移動更遠的間隔，使得遠處的物體看起來比正常物體更大。在一個有負曲率的表面，如一個馬鞍，平行光束將更緊密的結合在一起，使得物體看起來更小。

因為彎曲的簇拓撲空間對光的扭曲不同於扁平的簇拓撲空間，所以彎曲的簇拓撲空間也應該產生不同種類的CMB。用微波探測器（叫做BOOMERANG）觀察到的1-degree-wide波正好是理論預言的扁平宇宙所應該有的，對於這個結論大部分物理學家至少希望用微波各向異性探針的（MAP‘S）圖象證實。一些研究者希望MAP將給出關於宇宙大小和形狀的更多詳細而精確的資訊。“當我們看微波背景的時候，我們基本上留意到了球的表面，” 普林斯頓大學的一個天體物理學家和MAP科學隊的一個成員David Spergel解釋道。如果宇宙是無限的，那麼“最後散射的表面”將不能給出關於它的形狀的線索。但是如果宇宙是有限的，那麼時空和安置在時空當中的散射表面必需使它們自身向後彎。一個足夠巨大的球將會把自己相交貫穿至少形成一個圓周，正如一個圍繞著銷子搭接起來的圓盤一樣。

實際上，Spergel說，因為光能透過不止一個路徑穿過彎曲的時空，所以天文學家將看到一個交叉點不是一次而是兩次，與一對圓周在天空的不同部分描繪出冷點和熱點的方式相同。在美國的Spergel組和在巴黎天文臺由Jean-Pierre Luminet領導的組正在研製一些運演算法則以搜尋在MAP資料中的這種訊號。其間，數學家Jeff Weeks，一個紐約州的自由記者已經寫了一個把一對圓周轉化為宇宙模式的計算機運演算法則。Weeks說，對形象化最容易的是一個“曲面（toroidal）”宇宙比最後散射的表面小。他指出，在包圍著一個圓環面的兩維宇宙中，天文學家看起來將在假想出的空間的盒子的相對的兩個壁上看到同樣的點。相似的，在三維曲面（toroidal）宇宙中，天文學家將在相對的方向看到三對圓周。

toroidality僅僅是對扁平的有限宇宙來說10個不同toroidality之中最簡單的一個。如果宇宙被證實是彎曲的——這一點在當前還不是事實——那麼對Weeks的運演算法則來說將會有無限多的可能性去嘗試。“我們將開始儘可能快的關注任何可用的資料，”Weeks說。如果宇宙合作，他們可以不用等太長時間，Spergel說：“兩年後，我們就能知道我們住在一個有限的宇宙中。”

註解：CMB是從各個方向襲擊地球的持續的電磁聲波。這些遙遠的聲音是大爆炸之後的遺留輻射。CMB也叫做宇宙背景輻射和微波宇宙背景。