宇宙是一个巨大的甜甜圈，我们住在里面

如果没有科学仪器或知识来告诉他们，你可以原谅古代人类最初相信地球是平的。毕竟，从人类的角度来看，世界确实在我们面前伸展开来，而没有像半管一样突然向下倾斜。但是，虽然这个概念已经被彻底否定了几个世纪，但最近出现了一种新的扁平与弯曲的辩论，引起了学术界的想象。这一次，科学家们正在辩论宇宙本身的形状。在 arXiv 预印本服务器上最近发表的一篇论文中，来自乌尔姆大学和里昂大学的一组天体物理学家和宇宙学家研究了大爆炸的剩余光——被称为宇宙微波背景，或 CMB——并确定宇宙可能不是平面，正如许多科学家目前认为的那样。 “我们论文中的例子是……一个甜甜圈形状的宇宙模型，”里昂大学宇宙学教授、新论文的合著者 Thomas Buchert 在一封电子邮件中解释道。 Buchert 写道，这种形状也称为三环面，也就是三维甜甜圈。宇宙具有圆环形状的想法是一些非常遥远的东西的中心，例如中央情报局 1980 年代关于通灵现象的网关报告。这篇论文尚未经过同行评审，但 Buchert 表示已提交给期刊进行审议。 Buchert 和他的同事并不是第一个提出形状奇特的宇宙的人。环面形状的想法起源于 1980 年代，新数据在 2003 年重新激发了研究人员之间的讨论。但在过去的 18 年中，科学家们对宇宙的形状普遍得出了不同的结论。也就是说，他们认为它在几何上是平坦的——意味着时空结构中的平行线保持平行——并且无限扩展。观察到的红移证明了最后一条原则，这是一种来自宇宙边缘的光信号，表明它正在后退。宇宙的形状本质上是一张无限大的平面纸的想法似乎是故事的结尾，但布赫特和同事在他们的论文中写道，CMB 中存在一些不太一致的东西。 “[CMB] 频谱不仅是离散的，而且还有很大的差距，”他们写道。这造成了“[标准模型] 的预测和 CMB 观察结果之间的有趣差异。”

换句话说，如果宇宙真的像标准模型所提出的那样是无限的，那么 CMB 似乎会丢失一些信号。对此的一种解释是，在这些缺失的点上，宇宙实际上是“多重连接”的，这意味着它的拓扑结构是弯曲的，以至于它像甜甜圈一样重新连接到自身上。就像你可以在不改变平行属性的情况下将一张扁平的纸折叠成弯曲的形状一样，这个解决方案意味着宇宙既可以是平的，也可以是甜甜圈的。通过对 CMB 的模拟，这正是研究人员发现的。然而，如果被证明是正确的，这将意味着宇宙不再是无限的，Buchert 说，这在哲学上可能对某些人来说是刺耳的。 “有限宇宙模型对某些人来说可能很可怕，但你不会体验到边界，”布赫特说。 “所以你生活在一个无限的宇宙中，尽管它的体积是有限的。”但是，即使你不一定会撞到这个有限宇宙的边缘，你能绕着它航行并最终回到你开始的地方吗？理论上，是的。 “光可以在整个有限的宇宙中传播，但对于太空旅行者来说，这将是困难的，”布赫特说。 “当然，如果未来的技术允许在时空中创造虫洞，或者如果我们能够实现不受光速限制的[曲速驱动器]，那么原则上可以四处旅行。”但即使你可以跳上曲速航天器，它也可能会产生一些意想不到的后果，布赫特警告说。 “预计你在曲速气泡中的适当时间比你在地球上开始的时间要短得多，”他说。 “如果你完成循环并回来，地球可能不再存在。”

在等待新的经线工艺开发出来的同时，Buchert 和他的同事们将继续以旧时尚的方式探索这个谜团：分析来自普朗克、WMAP 和 COBE 等探测器的数据，以发现宇宙诞生时隐藏的线索。