根據一項新的研究，我們的宇宙可能不是像床單一樣平坦，而是像一個巨大的充氣氣球一樣彎曲。

這是今天(11月4日)發表在《自然天文學》雜誌上的一篇新論文的結論，該論文研究了來自宇宙微波背景(CMB)的資料，宇宙大爆炸的微弱回聲。但並不是所有人都相信這一點; 基於2018年公佈的資料的新發現，與多年來的傳統觀點以及最近基於同樣的 CMB 資料集的另一項研究相矛盾。

根據這篇新論文，如果宇宙是彎曲的，那麼它就會溫和地彎曲。這種緩慢的彎曲對於我們的生活、太陽系甚至是我們的銀河系來說並不重要。但是，超越這一切，在我們的銀河系鄰居之外，深入黑暗之中，最終ー沿著直線移動ー你會環行一圈，最終回到你開始的地方。宇宙學家稱這種觀點為“封閉的宇宙”它已經存在了一段時間，但它不符合現有的宇宙執行理論。因此，它在很大程度上被拒絕，而是支援一個“平面宇宙” ，這個宇宙在各個方向上都沒有邊界，而且不會自我迴圈。根據作者曼徹斯特大學的宇宙學家 Eleonora Di Valentino，羅馬大學的宇宙學家 Alessandro Melchiorri 和約翰·霍普金斯大學的宇宙學家 Joseph Silk 的說法，CMB 最好的測量資料中的一個異常現象為宇宙終究是封閉的提供了確鑿(但不是絕對的決定性)的證據。

閉合宇宙和開放宇宙之間的區別有點像拉伸的平板和充氣的氣球之間的區別，當紙張展開時，每一個點都會從一條直線上的其他點移開。當氣球充氣時，其表面的每個點都會遠離其他點，但氣球的曲率使得運動的幾何形狀更加複雜。

“這意味著，例如，如果你有兩個光子，它們在一個封閉的宇宙中平行運動，它們(最終)會相遇，” Melchiorri 說。在一個開放、平坦的宇宙中，光子在不受干擾的情況下，將沿著它們的平行軌道執行，而不會發生任何相互作用。

傳統的宇宙膨脹模型，Melchiorri 說，表明宇宙應該是平的。按照這個模型，將空間的擴張一直倒回到開始，回到大爆炸後的第一個0.000000000000000001秒，你會看到一個不可思議的，指數式擴張的時刻，因為空間從它開始的那個無限小的點發展出來。這種超高速膨脹的物理學指向一個平坦的宇宙。這是大多數專家認為宇宙是平的第一個原因。Melchiorri 說，如果宇宙不是平的，那麼你就必須“微調”原始機制的物理學原理，使它們完全吻合在一起，並在此過程中重做無數其他的計算。

宇宙微波背景輻射是我們在宇宙中看到的最古老的東西，它是由周圍的微波光構成的，當你遮蔽掉恆星、星系和其他干擾時，它會充滿整個宇宙空間。它是關於宇宙歷史和行為的最重要的資料來源之一，因為它非常古老，而且遍佈太空。而且，根據最新的資料，宇宙微波背景輻射的“引力透鏡效應”比預期的要多得多ーー這意味著重力對宇宙微波背景輻射的彎曲似乎超過了現有物理學所能解釋的。

研究小組正在利用的資料來自2018年的普朗克實驗——歐洲航天局(ESA)的一項實驗，該實驗旨在繪製比以往任何時候都更詳細的宇宙微波背景輻射圖。(新的資料將發表在即將出版的天文與天體物理學報志上，現在可以在歐洲航天局的網站上看到。為了解釋這種額外的引力透鏡效應，普朗克協作小組剛剛在該小組的宇宙形成模型中加入了一個額外的變數，科學家們稱之為“一個透鏡” ，“這是你手工放在那裡的東西，試圖解釋你看到的東西。這和物理學沒有關係，Melchiorri 說，這意味著在愛因斯坦的相對論中沒有 a 鏡頭引數。“我們發現，你可以用正彎曲的宇宙來解釋 a 鏡頭，這是一個更物理的解釋，你可以用廣義相對論來解釋。”梅爾基奧裡指出，他的團隊的解釋並不是決定性的。根據該小組的計算，普朗克資料指向一個封閉的宇宙，標準差為3.5西格瑪。這遠遠低於物理學家在確認一個想法之前通常尋找的5西格瑪標準。但是一些宇宙學家說還有更多的理由來懷疑。

斯坦福大學的宇宙學家 Andrei Linde 說，《自然天文學》的論文沒有考慮到另一篇重要的論文，這篇論文於10月1日發表在 arXiv 資料庫中。 (這篇論文還沒有發表在同行評審的期刊上。) 在那篇論文中，劍橋大學的宇宙學家 George Efstathiou 和 Steven Gratton，兩人都參與了普朗克合作專案，他們研究的資料比《自然天文學》的論文更為狹窄。他們的分析也支援了一個彎曲的宇宙。然而，當 Efstathiou 和 Graton 連同其他兩個早期宇宙的現有資料集一起研究這些資料時，他們發現總的來說，證據指向一個平坦的宇宙。

當被問及埃夫斯塔修和格拉頓的論文時，梅爾基奧裡讚揚了這項工作的精心處理。但是他說，兩人的分析依賴於普朗克資料中太小的部分。他還指出，他們的研究是基於對普朗克資料的修正(理論上也是改進) ，而不是600多名物理學家稽核過的公開資料集。林德指出，這種重新分析表明，埃夫斯塔修和格拉頓的論文是基於更好的方法。埃夫斯塔蒂烏要求不要直接引用他的話，但他在寫給 Live Science 的一封電子郵件中指出，如果宇宙是彎曲的，就會產生許多問題ーー與早期宇宙的其他資料集相矛盾，使得宇宙觀測到的膨脹速度的差異更加嚴重。格拉頓說他同意了。

梅爾基奧裡也同意，封閉宇宙模型會給物理學帶來一些問題。

“我不想說我相信一個封閉的宇宙，”他說。“我比較中立。我會說，讓我們等待資料和新的資料會說什麼。我認為，現在存在差異，我們必須小心謹慎，努力找出產生這種差異的原因。”