宇宙在时空上有可能是闭合的吗？ _时空

当前描述宇宙时空最成功当属广义相对论，当然宇宙时空这些也是拜广义相对论所赐为大家所耳熟。

文章插图

先回答题主的问题，时空是闭合的，没有终点。用一个短语来描述就是“有限却无界” 。

【宇宙在时空上有可能是闭合的吗？】一个问题：如何走直线（单向），但最终却能回到起点呢？

举个简单的例子：①考虑一个一维空间，从高维度来看，就是一条线，那么简单，只要这条线首尾相交，那么自然会走回到起点

②考虑一个二维空间，从高维度来看，就是一个面，这个时候我们只需要将这个面的每条边相交，如果地球表面一样，二维球面，走直线就相当于在绕着经纬度在走，因为是圆的，自然可以回到起点。

文章插图

③考虑一个三维空间，也就是我们生存的立体空间，可能这个时候大家会说，三维空间那不就简单了，你没有办法去找边啊！因为更本就没有边。实际上在数学里这就叫做欧几里得空间，我们中学学的都是在这个基础上的数学和物理。

文章插图

但是我们有没有想过，说三维空间没有边的是因为我们以三维空间的角度去看，如果再以高维度去观察呢？可能我们的结局和之前的一维，二维的世界是一样的。三维空间同样可以闭合，我们走直线同样是要回到起点的。

文章插图

为什么这么说呢？因为广义相对论告诉我们，质量能使时空弯曲，那么时空扭曲就很有可能是时空闭合，那么这个扭曲的空间在数学上，也即是广义相对论所用的黎曼几何。

其他网友观点

这是一个非常烧脑的问题，似乎只有放在有限宇宙的范畴中才能隐约找出一些确定性答案，而这种答案必然是对经典时空观的革命性巅履。

有限宇宙观必须以接受大爆炸理论为前提，必须接受循环宇宙为基础，否则我们很难实现结论的逻辑自恰，这样结论在可信度上就失去了参考价值和科学意义。

首先，有限宇宙的空间是有限的，这个结论不难推出，当大爆炸创生这一次宇宙之后，空间从无到有、从小到大不停地爆胀，所有爆胀过程都显示出宇宙空间的体积扩大，这种体积扩大就包含了宇宙的边界性质。因此，在有限宇宙中理解空间的闭合状态是可以接受的，至于宇宙的边界性质以什么方式实现或存在，我们可以暂时放置不谈。因为，宇宙外的”绝对无”或”不可知”，完全可以等价于”奇点”性质和”视界外”性质，只能猜想和猜测。

最复杂的情况是对时间闭合性的概念，因为，人类长期以来对时间概念的抽象所形成的固有观念，不仅非常顽固难以改变，而且对时间本质的认识却又从来没有形成真实统一的实质性界定。当爱因斯坦相对论出现后，人类虽然认知了时间的可压缩性质，但是依然对这种性质产生的机理一无所知。

在宇宙时间的光锥图中，人类至今理解时间的抽象依然是一维的方向性。假如简单地考察时间的闭合性，结合大爆炸理论和循环宇宙理论，时间从”奇点”开始，到空间临界收缩后转向，再到”奇点”终结，循环往复，以至无穷。

但是，这样似乎过于简单化了，并且对丰富时间的内函也似乎没有做出更深入的拓展，仅仅对经典时间有所小小的改动，距离认知时间的本质还非常遥远。

认真研究宇宙时间光锥，你会发现一个惊人的现象，在有限空间的范畴中，时间不仅在时刻才有意义，而且时刻的性质是客观真实的二维平面，并且时刻的二维平面完全受宇宙空间特性的限制，以至这个二维的时刻平面不能无限延展，完全在宇宙空间内有效，空间外的时间没有任何意义。

这个结论告诉我们，时间不仅是一个二维的平面，而且这二维的平面有边界，再深入观察，这个二维的时间平面随空间运动的变化而变化，同时这个变化具有两种性质，一是边界的大小随空间的变化而变化，二是方向随空间的变化而变化，这样运动的时间又具有了最少的三维性质。

另外，在宇宙光锥的时刻平面中，依据相对论给出的情况，在这个时刻的二维平面内，时间的各处分部也不是均衡流逝的，这样这个时刻的二维平面本身就不是平面一块，而是平凹不均，此时的时刻就具有完整意义的三维性质。

到此，我们将得出一个相对综合性结论，在时间与空间的关系中，他们的联系是立体的、全面的、密切的相互关联，表现和深刻揭示了空间与时间不可分割的一体性质。