宇宙是什么形状？献给三溪中学和温州科高同学们

这是有关非欧几何第四篇了，请同学们先看前三篇。

要判断宇宙是什么形状，就要先搞懂三种几何学：欧氏几何、罗巴切夫斯基几何、黎曼几何。

我们要判断二维曲面或三维物体的形状，我们要把它放在三维空间里。我们要判断宇宙的形状，宇宙应当放在四维空间里判断，因为宇宙空间内是三维的。但四维空间我们无法想象。总之，我们要判断某物体形状，我们要跳出这个物体。但我们知道人类走不出宇宙，人类只能在宇宙中判断宇宙。于是人类发明了内蕴几何学：“即在二维曲面里判断其弯曲，不用跳出二维曲面，我们假设二维曲面上有二维生物存在，这生物如何判断其生存空间的弯曲；在三维空间里判断三维空间的弯曲，不用跳出三维空间，比如在宇宙内判断宇宙的形状。”

什么是内蕴几何学？如何在空间里判断其空间形状的一门学问，不用跳出这个空间。

在牛顿时代：时空观是1. 空间：绝对静止、无限空旷；2. 时间：绝对均匀、独立流逝。宇宙空间被认为是平直的三维空间，遵循欧几里得几何。那时罗巴切夫斯基几何和黎曼几何还没发明。

宇宙主要分为可观测宇宙和不可观测宇宙两大范畴。

1. 可观测宇宙

以地球为中心、半径约465亿光年的球体区域。光有足够时间抵达地球，人类能通过各类望远镜探测到其中的天体与信号。

2. 不可观测宇宙

可观测宇宙之外的所有空间。因宇宙持续加速膨胀，这部分区域的天体发出的光永远无法到达地球，没有任何信息能被我们探测。

我们只要知道宇宙里遵循哪种几何就可判断宇宙的形状。如果宇宙遵循欧几里得几何，那宇宙就是平坦的，无限无边，永远膨胀；如果宇宙遵循黎曼几何，那宇宙就是闭合的，有限无边，膨胀会停止，因为球面是有限无边且闭合的，在此宇宙如果你一直朝前走，你会回到出发点；如果宇宙遵循罗巴切夫斯基几何，宇宙就是开放的，无限无边，永远加速膨胀。

根据人类研究，我们的可观测宇宙是平坦的，曲率几乎=0。它是如何观测出来的？方法很多，我介绍一种。

宇宙大三角测距（天文测内角和）

用遥远类星体/超新星做超大宇宙三角形，测内角和=180°→欧氏；>180°→黎曼；<180°→罗氏