空间曲率，宇宙到底是圆的还是方的

1，宇宙到底是圆的还是方的

相对论试图利用空间曲率的概念来解决这个问题. 设空间曲率为G 1.正曲率空间:0≤G≤Go 空间膨胀再收缩,球形. 2.负曲率空间:从G=0到G=+∞,持续膨胀,不收缩,空间无限. 注:负曲率空间中包含一个极限情况,为欧几里得空间,但已经证明,这种情况不存在. 所以,目前的关键问题是确定宇宙是否存在膨胀极限点Go,这需要很复杂的测量,如果存在,就是球形的.

宇宙到底是圆的还是方的

2，时空曲率怎样定义

按照广义相对论的解释，在引力场中，时空的性质是由物体的“质量”分布决定的，物体“质量”的分布状况使时空性质变得不均匀，引起了时空的弯曲。大致上讲，物质密度大的地方，曲率也就大。也就是说，“时空曲率”产生了引力，当光线经过一些“大质量”的天体时，它的路线是弯曲的，它将沿着“大质量”物体所形成的“时空曲面”前进。就像放在软床上的重球使床面弯曲一样。位处时空中的物体其一旦知道时空曲率，位处时空中的物体其运动轨迹也就可以计算出来；也就是说,物体运动得遵循曲率的指示。以地球绕太阳来说，太阳的质量决定它附近时空的曲率，地球受此曲率的影响就会以近乎椭圆形的轨道绕日运行。曲率如果不大，爱因斯坦理论与古典牛顿重力论的结果大致相同。两者若有差异，观测数据都站在广义相对论这一边。尤其是当曲率很大时，牛顿理论就完全不适用。广义相对论的一项重要预测就是时空曲率的振动会造成重力波的存在，牛顿理论就没有这项概念。

时空曲率怎样定义

3，宇宙是平直的吗

弗里德曼宇宙模型的一个解。在宇宙学原理这一前提下，解爱因斯坦引力场方程，得宇宙的动态时空度式中r为球极坐标，t 为宇宙时，k 为空间曲率署符，R (t )为宇宙距离标度因子，它随时间变化的规律可以用来描述宇宙的过去历史和未来演化趋势。令和分别表示 R 对宇宙时间的一次变率和二次变率。定义哈勃常数H =/R ，减速因子q =－R /，若取H =50公里/(秒·百万秒差距)，宇宙常数∧ =0，当减速因子q =1/2、空间曲率为零时，宇宙物质有一临界密度 =4.7×10克/厘米。倘若目前的宇宙物质平均密度 0，即0q 01/2宇宙将永远膨胀下去。由此算出k =-1或0，即对应于三维双曲空间或平直空间。在此种宇宙中，光线永远回归不到“原处”，这就是开放宇宙模型。假如0>，则q 0>1/2，宇宙的膨胀将逐渐减慢，终于停止。由此算出k =+1，即对应于三维球面空间。在这种宇宙中，光线有可能返回到“原处”，因此称闭合宇宙模型，也称胀缩宇宙模型我也看不懂

宇宙是平直的吗

4，宇宙是平直的是什么意思

同上预言宇宙结局的三种情况，k>1 k<1 K=1 即开宇宙坍缩宇宙和闭合宇宙这些高等问题都没定论都只是在预言与观测当中所以应弄懂基础问题

这个问题最好是去问einstein因为这是他提出来的，其实解释最简单的方法，久是你住在打满气体的篮球里面，任何物质不会出去都会沿着球体的内面运动，我们就住在上帝的球形笼子里头生活着。

平直空间是说宇宙中主要的时空是不受引力影响发生弯曲的。当然时空弯曲在特定空间是存在的。

5，什么是空间扭曲

广义相对论中，空间和时间变成为动力量：当一个物体运动时，或一个力起作用时，它影响了空间和时间的曲率；反过来，空间——时间的结构影响了物体运动和力作用的方式。空间和时间不仅去影响、而且被发生在宇宙中的每一件事所影响。正如一个人不用空间和时间的概念不能谈宇宙的事件一样，同样在广义相对论中，在宇宙界限之外讲空间和时间是没有意义的。质量大的物体使空间扭曲，是引力的作用，黑洞就是大质量的恒星死亡后引力导致坍缩形成的。不是空间扭曲产生力，而是力使空间扭曲！建议你看看霍金的《时间简史》，时间是什么只有看了才明白，一般人可是说不出来的，呵呵。

对四维空间，一般人可能只是认为在长、宽、高的轴上，再加上一根时间轴，但对于其具体情况，大部分的人仍知之甚少。有一位专家曾打过一个比方：让我们先假设一些生活在二维空间的扁片人，他们只有平面概念。假如要将一个二维扁片人关起来，只消用线在他四周画一个圈即可，这样一来，在二维空间的范围内，他无论如何也走不出这个圈。现在我们这些生活在三维空间的人对其进行“干涉”。我们只需从第三个方向（即从表示高度的那跟轴的方向），将二维人从圈中取出，再放回二维空间的其他地方即可。在我们看来，这是一件简单的事，但在二维扁片人的眼里，却无疑是不可思议的：一个人明明被关在圈内，怎么会忽然消失不见，然后就出现在另一个地方！对我们这些三维人而言，四维空间的情况就与上述解释十分类似。如果我们能克服四维空间，那么，在瞬间跨越三维空间的距离也不是不可能。下面再做一个试验：将一些橡皮绳按经纬线的样式编成一张网，将之张平，我们可以将之近似看做是二维平面，然后将一个小球放在网上，橡皮网在小球的重力作用下凹陷，这就形成了三维空间。但从空间的内部去观察这个空间，却往往是看不清的，那些二维扁片人并未必意识到他们所生活的空间已经发生了扭曲。当他们从平面来到这个凹陷处，并且这个凹陷已深到了一定程度、或扭曲到一定程度时，二维扁片人也可能自由来往于三维空间。这个引起空间扭曲的小球在我们三维世界的例子就是黑洞。黑洞事实上是存在于四维空间的一种现象，或者说，黑洞是连接三维世界与四维空间的通道（当然在下绝不是说“如果谁要去四维空间，就请往黑洞走”，那样只会“死无全尸”而已^O^）。我们有可能通过对黑洞的深入研究，找到克服四维空间的办法，那样的话，瓦普跳跃飞行就不再是梦想了。现在科学家已经证实，黑洞的存在确实会令周围的空间极度扭曲。根据广义相对论，光线在正常的空间里以直线传播，但当空间扭曲时，光线会随着空间扭曲的方向而扭曲。如果能给一束射进黑洞的光线拍照的话，我们就会发现，光线呈螺旋形指向黑洞中心，因为黑洞的巨大质量已使周围的空间扭曲得不成形了。但事实上，这样的照片是拍不出来的。因为黑洞连光线也吸收，我们根本无法通过肉眼看见它，又如何能拍下照片（当然在下指的是普通光学照片，如果是射电天文望远镜，说不定能拍到这奇异的场景）？

这是会的，主要是因为系统忙碌，导致系统错误。

6，什么是空间弯曲

当你第一次在爱因斯坦的相对论里见到“弯曲空间”这个字眼时，恐怕是会感到困惑的，真空怎么能是弯曲的呢？你怎样能使它弯曲起来呢？　　为了弄明白这是怎么一回事，先让我们这样想象：在一艘宇宙飞船里，有人在仔细观察附近的一颗行星。这颗行星的表面完全被深深的海洋覆盖着，因此有着象台球那样的光滑表面。再假设有一条船在那个行星的海洋上沿赤道线朝正东方向行驶着。　　现在再进一步设想一下，这位观察者根本看不见这颗行星，而只能看到这条船。当他研究这条船的运动路线时，他会惊讶地发现这条船走的是一条圆弧。它最后会回到自己的出发点，从而描绘出一个完整的圆周。　　如果这条船改变路线，航道就会变得弯弯折折的，不再是个简单的圆周。但是，不管它怎么改道，无论它怎么行进，它的航线总是在一个球面上。　　根据所有这些事实，这位观察者可能会推断出，这条船被束缚在一个看不见的球体的表面上，而束缚它的力正是指向球体中心的重力。要不，他就可能会认为，这条船被限制在一块特殊的空间里面。这块空间是弯曲的，而且弯曲成一个球形，从而迫使这条船走出这样的路线来。换句话说，我们必须在一个力和一种空间几何形态之间作出选择。　　你大概会认为这是一种想象出来的局面，但实际上并非如此。地球这颗行星是沿着椭圆路线绕着太阳运行的，正象一条船在某个看不见的曲面上行驶一样。至于这条椭圆路线，我们是假设太阳和地球之间有一种引力来解释的，正是这种引力使地球保持在它的轨道上。　　不过，我们也可以从空间几何形态来考虑问题。我们不是通过观察空间本身——空间是看不见的——而是通过考察物体在这种空间里的运动方式，来确定这种空间的几何形态。如果空间是“平坦的”，各种物体就会走直线从这个空间中通过，如果空间是“弯曲的”，各种物体就会走出弯曲的路线来。　　一个具有确定质量和速度的物体，如果在离开其他质量都很远的地方运动，那么，它的路径真的可以说是一条直线。而当它走近另一个质量的时候，它的路径就会变得越来越弯曲，显然，是质量把空间弯曲了。质量越大，离质量越近，空间弯曲的曲率就越大。　　把万有引力看作是一个力，看来要比用空间几何形态去解释它方便得多，也自然得多。但是，如果在考虑光的行进时，情形就会颠倒过来。按照比较旧的观点，光是不受重力影响的，因为它没有质量。然而，当光在弯曲空间里穿过时，它的路径也会弯曲起来。把光的速度考虑进来，它在太阳这个巨大质量的附近经过时路径的弯曲就能计算出来了。　　１９１９年，爱因斯坦的这一理论（发表于三年之前）在一次日蚀期间受到了检验，人们把太阳位于空间某处时靠近太阳的某些恒星的位置，与太阳不在此处时这些恒星的位置进行了比较。结果，爱因斯坦的理论站住脚了。用弯曲空间来讨论万有引力，看来要比用力学术语更为精确。　　不过，我们还应该提一下，１９６７年，人们对太阳的形状所进行的精密测量，发现爱因斯坦的引力理论出了问题，今后将会发生些什么情况？还得等着瞧。

曲率处处不为零的空间称为弯曲空间。初等平面几何所研究的对象是欧几里得空间（欧氏空间）。这种几何的最重要性质之一就是平行线公设：通过给定直线之外的任一点，可作一条直线与给定直线平行。这个公设在弯曲空间中并不适用。天体物理中常遇到的弯曲空间是黎曼空间。它的的一种特例是黎曼弯曲空间。黎曼曲率 K等于常数1、-1和0的空间分别叫作黎曼球空间、罗巴切夫斯基空间和欧氏空间。所以，欧氏空间可看作黎曼空间的特例。局部黎曼空间可以看作由局部欧氏空间弯曲而来，而大范围的黎曼空间常常不可能从欧氏空间弯曲得到。从物理学的角度看，时空的弯曲性质依赖于物质的分布和运动。爱因斯坦的广义相对论给出时空与物质之间的关系和它们的运动规律。通常情况下，时空弯曲的量级是很小的。只有在黑洞或其他强引力场情况下，才有大的弯曲。

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