探索宇宙之谜：宇宙的形状与结构
宇宙，这个浩瀚无垠的宇宙，一直是人类探索的终极目标。从古至今，无数的思想家和科学家都在尝试解开宇宙的形状之谜。今天，我们就来一起探讨这个永恒的话题。
从亚里士多德到现代科学：宇宙形状的猜想
公元前350年，古希腊哲学家亚里士多德提出了一个关于宇宙形状的问题：“宇宙是不是无限的？”他认为，这个问题的答案对我们探寻真理至关重要。亚里士多德认为，天体（即月亮、行星、太阳和其他恒星）围绕地球做圆周运动，而且这些天体不是无穷无尽的，而是有界限的。基于这一观点，他假设地球是宇宙的中心，并推断宇宙必然是有限的，否则就不可能有中心。
然而，两千多年后，我们依然无法确定宇宙是有限的还是无限的。宇宙可能是无边无际的，在各个方向上无限延伸；宇宙也可能是一个有限的形状，比如球体或甜甜圈状。
现代科学的探索：寻找宇宙的拓扑结构
为了寻找宇宙的形状，现代科学家们采用了比亚里士多德更为严谨的策略。大约二十年前，科学家们进行了首测，将多种可能的拓扑结构与天文数据中可能存在的信号联系起来。然而，尽管信号搜索并未取得成果，但科学家们坚信，未来或许会有突破。
最近，一个由七个国家的约15名科学家组成的名为“Compact”的合作团队，提出了一种寻找拓扑线索的新方法。他们在2024年4月发表于《物理评论快报》上的文章中指出，他们采用了十年前尚无法实现的算力，坚信“以往对拓扑结构的搜索远未穷尽所有重要的可能性”。
天文学家尼尔・科尔尼什的见解
蒙大拿州立大学的天体物理学家尼尔・科尔尼什（Neil Cornish）认为，“宇宙的大小和形状绝对是我们能提出的最基础、最重要的问题之一。”他表示：“鉴于已经获得了大量相关数据，尽全力进行最全面的分析颇具意义。”
天空的圆环：探索宇宙拓扑结构的线索
Compact合作团队基于25年前的工作发展起来。1998年，科尔尼什、凯斯西储大学的理论物理学家格伦・斯塔克曼（Glenn Starkman）以及当时身处普林斯顿大学的戴维・斯珀格尔（David Spergel）共同发表了《天空中的圆环（Circles in the Sky）》一文，为探索宇宙的拓扑结构绘制了一幅地图。
拓扑结构分析：宇宙微波背景辐射中的线索
在《天空中的圆环》一文中，科尔尼什、斯珀格尔和斯塔克曼解释了宇宙学数据是如何揭示宇宙可能具有类似三维环面（3D环面）这样的拓扑结构的原因。他们建议在宇宙微波背景辐射（CMB）中寻找这一证据。宇宙微波背景辐射是来自宇宙早期的持续光子流，从四面八方抵达地球，能让我们得以窥见大爆炸后仅38万年时宇宙的模样。
总结
宇宙的形状之谜，一直是人类探索的永恒话题。从亚里士多德到现代科学，科学家们一直在努力寻找答案。虽然目前尚未找到确凿的证据，但科学家们坚信，随着科技的进步，我们终将揭开宇宙形状之谜的面纱。