世界的形状是什么样的？这是一个困扰了人类数千年的问题。咱们生活在一个三维的空间中，但咱们是否可以看到空间本身的形状呢？

  在这之前，科学家们运用从大爆炸遗留下来的弱小光线——世界微波布景辐射（CMB）来勘探世界的几许性质。他们发现，一切迄今为止的观测都标明，世界是平整的。这意味着，假如咱们沿着一条直线飞翔，咱们永久不会回到起点。

  普朗克卫星拍照的世界微波布景图画。CMB 动摇的巨细标明世界是平整的，但新的研讨标明它仍然或许是曲折的

  可是，最近有一项新的研讨挑战了这个遍及承受的观念。这项研讨宣布在《天然·天文学》杂志上，作者是来自英国、意大利和美国的三位天体物理学家。他们从头剖析了此前发布的CMB数据，并发现其间存在一些古怪的形式。这些形式可以用一个更杂乱的形状来解说：一个巨大而胀大的气球。

  在几许学中，“平整”指的是平行线在无限延伸时的行为。幻想一张桌子：从桌子上开端平行地画两条线，在沿着桌子长度方向延伸时，这两条线将坚持平行。相比之下，看看地球：经线在赤道处开端彻底平行，但终究会在南北极相交。平行线开始相交提醒了地球并不是平整的。

  世界微波布景辐射（CMB、CMBR）是充溢一切空间的微波辐射。它是一个遗址，为原始世界供给了重要的数据来历。

  相同的逻辑也适用于三维空间中。例如，在CMB中存在着天空上温度细小动摇。天文学家计算了这些动摇预期巨细与观测值之间差异。假如丈量值与预期值不同，则意味着那些起先平行运动光线在时空中改变了方向，标明世界几许结构是曲折而非平整。

  但依据对CMB数据进行准确丈量后得出定论显现，在疏忽星系和黑洞等小规范偏转后，整个世界几许结构基本上是平整无鸿沟且不会盘绕本身。

  例如，在纸上画两条平行线，并将纸卷成圆柱体，则两条直线仍然坚持平行并沿着圆柱体循环运动；或许将纸卷成环面（即甜甜圈），则两条直线也坚持不变；或许将纸卷成莫比乌斯带（即只要一个鸿沟和一个面），则两条直线会相交并掩盖整个外表。

  是一种只要一个面（外表）和一条鸿沟的曲面，也是一种重要的拓扑学结构。它是由德国数学家、天文学家莫比乌斯和约翰·李斯丁在1858年独立发现的。

  数学家称之为拓扑性质——即空间可以被拉伸或许变形，而不会决裂。这些形状在数学上都是平整的，但在物理上却有着不同的性质。

  那么，世界是否有或许具有这样一种拓扑性质呢？换句话说，世界是否或许像甜甜圈相同是平整的，但却有着一个环形结构呢？

  这个问题并不简略答复。由于要检测世界的拓扑性质，咱们需求观测到比CMB更远的光线。假如咱们可以看到从相同方向来自不同间隔的相同物体，那就意味着咱们现已绕过了整个世界，而且看到了同一个物体的多个副本。可是，现在咱们还没有发现这样的依据。

  可是，在CMB中存在着一些古怪的形式，或许暗示了世界拓扑性质的存在。这些形式被称为“反常”，由于它们与描绘了大爆炸和后续演化过程的规范模型所猜测的不符。

  其间一个反常被称为“缺失功率”。简略地说，这意味着CMB中最大规范上温度动摇比预期要小。另一个反常被称为“冷斑”。这是指CMB中一个特别低温文大面积区域，在计算上看起来十分稀有。

  科学家们对这些反常提出了各种解说，包含仪器差错、数据剖析办法、初期暴升阶段、暗能量、暗物质等等。可是，没有一个解说可以彻底令人满意。

  但这项新研讨提出了另一种或许性：或许这些反常反映了世界拓扑性质对CMB发生影响。作者运用普朗克卫星发布的数据，并采用了一种新颖且杂乱的计算办法来剖析CMB中最大规范上温度动摇之间相关性。

  他们发现，在假定规范模型建立而且疏忽任何拓扑效应时，他们得到了与以往相同成果：即缺失功率和冷斑等反常仍然存在，而且与规范模型猜测值之间存在明显差异。

  可是，在假定规范模型建立而且考虑拓扑效应时，他们得到了一个惊人成果：即假如假定世界像甜甜圈相同具有环面结构，则一切反常都可以得到很好地解说，而且与观测值之间没有明显差异。

  也就是说，在考虑拓扑效应后，规范模型可以更好地描绘CMB数据，而且支撑一个闭合而非敞开的平整空间。

  威尔金森微波各向异性勘探器( WMAP )，开始被称为微波各向异性勘探器（MAP和Explorer 80），是2001 年至 2010 年运转的NASA航天器，用于丈量世界微波布景（CMB）中整个天空的温差- 辐射点大爆炸留下的热量

  当然，并非一切人都承受这个惊人成果。首要，宣布在《天然·天文学》杂志上另一篇论文中 ，普朗克卫星团队运用不同办法剖析相同数据集时并没有发现任何拓扑效应的依据。相反，他们得出了一个与以往相同的定论：即世界是平整且敞开的。

  其次，在这项新研讨中运用的计算办法也受到了一些批判。有人以为，这种办法或许会导致过度拟合数据，而且没有考虑到其他或许导致反常的要素。

  因而，要想确认世界是否真的像甜甜圈相同有形状，咱们还需求更多的观测和剖析。未来，更高灵敏度和更高分辨率的CMB勘探器，以及对悠远星系和超新星等其他天体光线进行丈量，或许会为这个问题供给更多头绪。

  假如终究证明世界的确具有环面结构，那么这将对咱们对世界来源和演化的了解发生深远影响。咱们将不得不从头考虑大爆炸模型、暗物质、暗能量等基本概念，并寻觅一个可以解说一切观测现象的更广泛和更完善的理论。