为什么可以利用微波背景辐射测量宇宙的几何形状

宇宙微波背景辐射犹如宇宙诞生38万年时的一张快照,它携带了早期宇宙的许多信息。通过理论计算人们发现,原始的不均匀性在38万年里只能传播有限的距离,这段距离在地球上看来的张角有多大呢?这与宇宙空间曲率有关。如果宇宙空间像欧几里得几何那样是平直的话,那么这段距离在天空中所占的角度大约是1°。如果这个角度小于1°,那就表明宇宙空间像马鞍面一样曲率是负的;如果大于1°,那么空间就像球面一样曲率是正的。

从20世纪末到21世纪初,科学家用高空科学气球和卫星对宇宙微波背景辐射进行了大量观测,精度也越来越高。所有的结果都表明,宇宙微波背景辐射存在微小的各向异性,而且在相差1°的方向上这种差异最为明显。这正好符合欧几里得几何,说明在目前的测量精度下,宇宙的几何形状是平直的,空间曲率为零。

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