看到版主发了一个讨论贴，讨论宇宙的形状是怎样的，个人认为这个问题很大，所以收集了一些资料发上来给大家看看，很多，懒得打，先写一些看看有没有人感兴趣，大家感兴趣我就打字打到底啊，没兴趣也就不打了，省一点力气。

宇宙的形状和历史


空间的最明显之处是他的无限的向外延伸，现代仪器证实了这一点，譬如哈勃望远镜允许我们探测太空深处，我们可以看到各种尺度和形状的数以万计的星系。

每一个星系包含着难以计数的亿万个恒星，其中很多恒星还被行星围绕，我们就生活在一个围绕一个恒星公转的行星上，而这个恒星位于螺旋形银河系的外臂上，螺旋臂上的尘埃遮住了我们在银河系平面上宇宙视野，但是我们在该平面的每一边的方向圆锥中的视线都十分的清晰，而且我们能够画出遥远星系的位置，我们发现星系大体均匀地分布于整个太空，有一些局部的聚落和空洞。星系的密度在非常大的距离外显得有些下降，但这也许是因为他们实在是太遥远而暗淡，以至于我们看不见，所以我们能够说，宇宙在空间中永远延伸出去。

尽管宇宙似乎在空间的每一个位置都很相同，但他肯定是随着时间而变化的，这一点是在20世纪的早期才被意识到，在此之前，人们是认为宇宙在本质上是时间不变的，他也许存在了无限长的时间，但是这会导致荒谬的结论。如果恒星已经辐射了无限长的时间，那么他们就会把宇宙加热到和他们一样的温度。因为每一道视线都会要么终结于恒星的表面，要么终结于被加热至和恒星一样炙热的尘埃云团上，所以甚至在夜晚，整个天空都会和太阳一样明亮。

我们所有人都进行过夜空是黑的观察，这是非常重要的，这意味着宇宙不可能以我们今天看到的状态存在了无限长的时间。过去一定发生了某些事情，使得恒星在有限的过去时刻点亮，这意味着从非常遥远的恒星来的光线尚未到达我们这里，这就解释了夜空为什么不在每一个方向发光。

如果恒星仅仅是永久的呆在那里，为何他们在几十亿年忽然点亮呢？是什么钟通知他们发亮的瞬间呢？正如我们所看到的，这个问题是那些哲学家，例如伊曼努尔-康德陷入了迷思，因为他们相信宇宙已经存在了无限久的时间。对于当时大多数人而言，宇宙的历史不过只有区区几千年的历史。并且从他创生到现在没有发生过任何的改变。

然而，20世纪20年代，维斯托-史里弗和埃德温-哈勃的观察开始揭开了一个新的篇章。1923年哈勃发现了许多称为星云的黯淡的光斑，实际上是其他星系，正像我们太阳的但在遥远距离外的恒星的巨大集团。它们之所以显得那么微小和黯淡，其距离一定非常遥远，甚至连光线都要花费几百万甚至几十亿年才能到达我们这里，这表明，宇宙的起始不可能发生在区区几千年前。

但是哈勃发现的第二件事意义更加非凡，当时的天文学家已经知道，从分析来自其他星系的光线，可以测量出他们是趋近还是远离我们，哈勃和当时的一些天文学家发现，几乎所有的星系都运动离去，此外，他们距离我们越远则离开运动的越快，正是哈勃意识到这个发现的戏剧性含义：在大尺度上，每一个星系都从其余的每个星系运动离去，即宇宙正在膨胀。
宇宙膨胀的发现是20世纪的伟大的智力革命之一，他完全出乎意外，而且彻底改变了有关宇宙起源的讨论。如果星系正在相互离开，则他们在过去必然会更加接近，从现在的膨胀率，我们可以估算出所有的星系在100-150亿年前必须非常接近，罗杰-彭罗斯和霍金已经证明了爱因斯坦的广义相对论意味着，宇宙和时间本身有过一个在可怕的爆炸中的开端。这里提供了夜空为什么是黑暗的解释：没有恒星可以发光的比100-150亿年，也就是比大爆炸迄今的时间更久。

我们对如下的观念熟视无睹，即事件总是有更早的事件引起的，后者依序又是由比他更早的时间引起，存在一个向过去延展的因果性之链。但是假定这条连有一个开端，假定存在第一事件，那么他的肇因又是什么呢？许多科学家不愿意面对这个问题，他们企图逃避它，或者像俄国科学家利弗席兹和哈拉尼科夫那样宣布宇宙没有开端，或者坚持说宇宙的开端不属于科学的范畴，而是属于形而上学或宗教。但是斯蒂芬-霍金不这么看，他认为这些都不是一个真正的科学家所应该采取的立场，如果科学定律在宇宙的开端处失效，那也可以在其他时间失败，如果定律只能有时成立，就不能称之为定律，我们必须试图在科学的基础上理解宇宙的开端，它也许是超过我们能力之外的任务，但是我们至少应该进行尝试。

彭罗斯和霍金证明的定理指出，宇宙必须有一个开端，这些定理并没有对开端的性质给出很多信息。它们指出，宇宙从一个大爆炸启始，在大爆炸处整个宇宙和其中的一切都被挤压到一个无限密度的单独的点中。爱因斯坦的广义相对论在这一点失效，所以不能用来预言宇宙是如何启始的，很显然，我们面临的局面是，宇宙的起源问题属于科学范畴之外的。

科学界是不能满意这个结论的，广义相对论在大爆炸邻近失效的原因是他没有和不确定原理相结合，爱因斯坦基于上帝不玩色子的论断反对量子理论中的这个随机元素，然而所有证据说明，上帝完全是一名赌徒，人们可以将宇宙认为是一个庞大的赌场，在每一个场合下筛子或者轮子都在旋转。因为你每次投掷色子或者转动轮子之际都有输钱的风险，你也许会认为开赌场会是一个非常冒险的营生，但是非常多次的赌博之后，虽然不能预言特定赌博的结果，却能预言得失的平均结果，赌场的经营者只要保持概率平均结果对他们有利，他们就可以稳赚不赔，你赢他们的仅有机会是把你所有的钱押下去掷几回色子或转几回赌轮。
宇宙的情景也是一样，当宇宙尺度非常大的时候，色子被掷的次数极为巨大，其平均结果就是会得出某种可预见的东西，这就是为何对于大系统经典定律有效的原因。但是当宇宙尺度非常微小的时候，正如它在邻近大爆炸的时刻，投掷色子的次数很少，而不确定性原理则非常重要了。

因为宇宙不停的掷色子，看看下一步还会发生什么，它就不像人们以为的那样仅仅存在一个历史，相反的，宇宙应该拥有所有的可能的历史，每一种历史各有其概率，宇宙必须有这么一种历史，每一位看帖的人都获得了2008年奥运会所有冠军的历史，虽然也许其概率很小。
宇宙具有多重历史听起来像是科幻小说，但是他现在被当作是科学事实而广被接受。正是理查德-费因曼提出了这个思想，他不仅是一位伟大的科学家，也是一位有趣的人物。

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我们现在所从事的是把爱因斯坦广义相对论和费因曼的多重宇宙历史的思想合并成一个完备的统一理论，该理论将描述在宇宙中发生的一切事务。如果我们知道宇宙的历史是如何开始的话，这个统一理论就使我们能够计算宇宙将如何发展。但是统一理论自身并不能告诉我们宇宙如何开始，或者说初始条件是什么。为此，我们需要的是所谓“边界条件”，也就是告诉我们在宇宙的前沿，或者在空间和时间的边缘上发生什么的规则。

如果宇宙的前沿只不过是在空间和时间的正常点上，我们便可以超越它并宣布更远的地方为宇宙的一部分。另一方面，如果宇宙的边界是处于一个不整齐的边缘，在那儿空间和时间被挤皱而且密度无限大，要去定义有意义的边界条件则非常困难。
然而，还存在一种可能，宇宙在空间和时间中也许没有边界，初看起来，这似乎和宇宙必须有过一个开端，即时间的边界相抵触，然而存在另一种时间，称作虚时间，那是和我们感觉到正在流逝的通常的实时间成直角的时间。宇宙在实时间中的历史确定其在虚时间中的历史，反之亦然，但是这两种历史可以非常不同，特别是宇宙在虚时间中可不必有开端或终结。虚时间正如同空间中的另一个方向那样行为。这样宇宙在虚时间中的历史可被认为是一张曲面，像一个球面，一个平面或者一个马鞍面，只不过是四维的而不是二维的。

如果宇宙的历史像一张马鞍面或者一张平面那样伸展开去，人们就遭遇到如何在无穷处选取边界条件的问题，但是，如果宇宙在虚时间中的历史是一张闭合的曲面，正如地球表面那样，人们便可以在根本上避免边界条件的选取。地球表面没有边界或边缘，从来没有可靠的报道说人们从哪儿失足落下。

如果正如科学家们设想一样，宇宙在虚时间中的历史的确是一张闭合的曲面，它对于哲学和我们从何而来的图景便有了基本的含义。宇宙就会是完全自足的，他不需要外界的任何东西去卷紧发条并启动之，相反的，宇宙中的任何东西都是由科学定律以及宇宙之中的色子的滚动所确定。这听起来也许有些狂妄，但是这正是大部分科学家相信的。