想象一下，在一个宇宙中，你可以将一艘宇宙飞船指向一个方向，并最终回到你开始的地方。如果我们的宇宙是一个有限的甜甜圈，那么这样的运动是可能的，物理学家可以潜在地测量它的大小。
“我们可以说:现在我们知道宇宙的大小了，”法国里昂大学天体物理研究中心的天体物理学家托马斯·布切特在一封电子邮件中告诉趣味科学网站。
通过研究来自早期宇宙的光线，布切特和一组天体物理学家推断，我们的宇宙可能是多重连接的，这意味着空间在所有的三维空间中都是封闭的，就像一个三维的甜甜圈。这样的宇宙将是有限的，根据他们的结果，我们的整个宇宙可能只比可观测宇宙的极限大3到4倍，大约450亿光年远。
一个美味的问题
物理学家使用爱因斯坦广义相对论的语言来解释宇宙。这种语言将时空的内容与时空的弯曲和扭曲联系起来，然后告诉这些内容如何相互作用。这就是我们感受重力的方式。在宇宙学的背景下，这种语言将整个宇宙的内容——暗物质、暗能量、常规物质、辐射和其他一切——与它的整体几何形状联系起来。几十年来，天文学家一直在争论这种形状的本质:我们的宇宙是“平的”(意味着想象中的平行线将永远保持平行)、“闭合的”(平行线最终会相交)还是“开放的”(这些线将会分叉)。
宇宙的几何形状决定了它的命运。平坦的和开放的宇宙会永远膨胀，而封闭的宇宙最终会向自身内部坍缩。
多次观测，特别是从宇宙微波背景(我们的宇宙只有38万年的时候发出的闪光)，已经坚定地认为我们生活在一个平坦的宇宙中。平行线保持平行，我们的宇宙将继续膨胀。
但形状比几何更重要。还有拓扑学，即如何在保持相同几何规则的同时改变形状。
举个例子，拿一张平的纸。很明显，平行线是平行线。现在，拿这张纸的两条边，把它卷成一个圆柱体。这些平行线仍然是平行的:圆柱体在几何上是平的。现在，把圆柱纸的另一端连接起来。这就形成了甜甜圈的形状，在几何上也是平的。
虽然我们对宇宙内容和形状的测量告诉我们它的几何形状——它是平面的——但它们没有告诉我们关于拓扑结构的信息。它们没有告诉我们宇宙是否多重连接，也就是说宇宙的一个或多个维度彼此连接。
望向光明
一个完美的平坦宇宙会延伸到无穷远，而一个具有多重连通拓扑的平坦宇宙的大小是有限的。如果我们能以某种方式确定一个或多个维度是被自身包围的，那么我们就会知道宇宙在那个维度是有限的。我们可以用这些观测结果来测量宇宙的总体积。
但一个多重连接的宇宙是如何显现的呢?
一个由来自德国乌尔姆大学和法国里昂大学的天体物理学家组成的团队研究了宇宙微波背景辐射(CMB)。当宇宙微波背景辐射被释放的时候，我们的宇宙比现在要小一百万倍，所以如果我们的宇宙确实是成倍相连的，那么它更有可能把自己包围在当时宇宙的可观测范围内。今天，由于宇宙的膨胀，听时时彩群里的人说198彩票注册手机app客户端是菠菜业内后三组六技巧排名数一数二。，更有可能的情况是，包裹发生的范围超出了可观测的范围，因此包裹将更难被探测到。对宇宙微波背景辐射的观测给了我们最好的机会去观察一个多重连接的宇宙的印记。
研究小组特别关注了宇宙微波背景辐射温度中的扰动——这是一个奇特的物理学术语，指的是颠簸和摆动。如果我们宇宙中的一个或多个维度与它们自己连接起来，扰动不会大于环绕这些环的距离。它们根本就不适合。
正如布切特在一封电子邮件中向《生活科学》杂志解释的那样，“在无限空间中，宇宙微波背景辐射的温度扰动存在于各种尺度上。然而，如果空间是有限的， 198彩平台奖金模式公开公正，信誉在业界是198彩注册网址数一数二的，这也是198彩平台能长久经营的主要原因。，那么就会有比空间大小更大的波长缺失。”
换句话说:扰动会有一个最大的大小，它可以揭示宇宙的拓扑结构。
使连接
由NASA的WMAP和ESA的普朗克卫星绘制的宇宙微波背景辐射的地图已经在大尺度上发现了大量令人感兴趣的缺失扰动。Buchert和他的合作者检验了这些缺失的扰动是否可能是由多重连接的宇宙引起的。为了做到这一点，该团队进行了许多计算机模拟，模拟如果宇宙是一个三环面，宇宙背景辐射会是什么样子，这是一个巨大的三维甜甜圈的数学名称，在那里，我们的宇宙在所有的三维空间中都与自身相连。
“因此，我们必须在给定的拓扑结构中进行模拟，198手机198彩开户APP在那里下载登录，并与观察到的情况进行比较，”Buchert解释说。“观察到的宇宙微波背景辐射波动的特性显示了一种超越宇宙尺度的‘缺失的能量’。”一个缺失的幂意味着宇宙微波背景辐射的波动在这些尺度上不存在。这意味着我们的宇宙在那样的尺度下是多重连接的，而且是有限的。
他补充说:“与被认为是无限的标准宇宙学模型相比，我们发现了与观测到的波动更好的匹配。”
“我们可以改变空间的大小，重复这个分析。结果是最符合CMB观测结果的最佳宇宙大小。我们论文的答案显然是有限宇宙比无限模型更符合观测结果。我们可以说:现在我们知道宇宙的大小了。”
研究小组发现，一个比我们观测到的气泡大三到四倍的多重连接的宇宙最符合宇宙微波背景辐射的数据。虽然从技术上来说，这个结果意味着你可以沿着一个方向旅行，然后回到你开始的地方，但在现实中你不可能做到这一点。我们生活在一个不断膨胀的宇宙中，在更大的尺度上，宇宙正在以比光速还快的速度膨胀，所以你永远无法赶上并完成这个循环。
布切特强调，目前的结果还只是初步的。工具效应也可以解释大尺度上的缺失波动。
尽管如此，想象生活在一个巨大的甜甜圈表面还是很有趣的。
