新的研究表明，宇宙實際上可能是一個巨大的甜甜圈，盡管所有證據(jù)都表明它像煎餅一樣扁平。
研究發(fā)現(xiàn)，大爆炸回聲中發(fā)現(xiàn)的奇怪模式可以用形狀更復雜的宇宙來解釋，天文學家還沒有完全測試宇宙的平坦度。
平面
迄今為止的所有觀測都表明宇宙是平的。在幾何學中，“平坦度”指的是平行線延伸到無窮遠時的行為。想想桌面：開始時平行的線將保持平行，因為它們沿著桌子長度延伸。
相比之下，看看地球。經(jīng)線在赤道處開始彼此完全平行，但最終會聚在兩極。平行線最初相交的事實表明地球并不平坦。
同樣的邏輯也適用于 3D 宇宙。例如，宇宙微波背景輻射 (CMB)——宇宙只有 38 萬年時釋放的光——現(xiàn)在距離我們超過 420 億光年，并且在整個天空中具有微小的溫度波動。天文學家已經(jīng)計算出與觀測值相比這些波動的預測大小。如果它們的測量大小與預測不同，那就意味著那些平行的光線隨著時空改變了方向，表明宇宙的幾何形狀是彎曲的。
但同樣的測量結(jié)果表明，忽略星系和黑洞的小規(guī)模偏轉(zhuǎn)，宇宙的整體幾何形狀是平坦的。
不同類型的形狀
但形狀不止一種。例如，在一張紙上畫平行線。然后將紙的一端纏繞在另一端，形成一個圓柱體。這些線在環(huán)繞圓柱體時保持平行。用數(shù)學語言來說，任何圓柱體在幾何上都是扁平的，但據(jù)說具有不同的拓撲結(jié)構(gòu)。合上紙的兩面，就可以做出圓環(huán)或甜甜圈形狀。
再舉一個奇怪的扁平形狀的例子，將一條薄紙條繞成一個圓圈，但在一端扭轉(zhuǎn) 180 度。最終的結(jié)果是一個莫比烏斯帶，它在幾何上仍然是平坦的，因為平行線保持平行，即使它們相互翻轉(zhuǎn)也是如此。
數(shù)學家發(fā)現(xiàn)了 18 種可能的幾何平面 3D 拓撲。在每一個維度中，至少有一個維度包裹著自己，有時，它們像莫比烏斯帶一樣翻轉(zhuǎn)或進行部分旋轉(zhuǎn)。在這樣一個曲折的宇宙中，如果我們遠遠地看，我們會看到一個（也許是顛倒的）自己年輕得多的副本。例如，如果宇宙有 10 億光年，天文學家會看到10 億年前銀河系的一個版本，然后是 20 億年前的另一個副本，依此類推。
如果宇宙是一個巨大的甜甜圈，天文學家可以從兩個方向觀察這樣的副本。
宇宙的形狀
天文學家以多種方式測量宇宙的拓撲結(jié)構(gòu)，從尋找星系模式的副本到匹配 CMB 中的圓圈。所有證據(jù)都表明宇宙在幾何上是平坦的，并且具有簡單的展開拓撲結(jié)構(gòu)。
但是 2 月 23 日發(fā)表在預印本數(shù)據(jù)庫 arXiv上的一篇論文（在新標簽頁中打開）表明過去的測量是有限的。最值得注意的是，觀測假設宇宙僅在一個維度上環(huán)繞自身，并且沒有更復雜的拓撲結(jié)構(gòu)。此外，對 CMB 的觀察揭示了一些奇怪的、無法解釋的異?，F(xiàn)象，比如在不應該出現(xiàn)的地方出現(xiàn)了大的圖案。
事實上，具有復雜拓撲結(jié)構(gòu)的宇宙至少可以解釋 CMB 中的一些異?，F(xiàn)象。雖然這不是復雜拓撲的鐵定案例，但研究人員提供了更復雜的直接搜索的想法，例如 CMB 的后續(xù)研究。
在那種情況下，在我們曲折的宇宙中的某個地方可能會有我們的鏡像。
