基本介紹
- 中文名：宇宙幾何
- 結論：引力場影響時空
- 性質：科學
- 類別：宇宙數學
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數學抽象
當他們發展這一新的數學分枝的時候，他們甚至不能想像這會是世界的正確描述。事實上，愛因斯坦在其朋友格羅斯曼（Grossman 一個優秀的數學家）的幫助下，在高斯幾何的基礎上發展了他的廣義相對論。我想指出的是：數學是獨立於真實世界而發展的。這就叫“抽象”。
舉例
讓我們另外舉一個例子：1+1=2。這是真的嗎？作為數學抽象，這總是對的。但當你試圖給這個表述一個物理含意的時候，它就是錯的了。例如，你不能通過將光速加上光速（記得火車上的經歷嗎？你不能將光子的速度加到火車的速度上）“V+C=C”。但如果你將一升牛奶加上另一升牛奶，你將得到兩升牛奶。明白我的意思了嗎？數學只有在不涉及現實的時候才是正確的。理解這一點非常重要。讓我們回到廣義相對論。
著名實驗
讓我們構想在一個大盤子上畫了兩個同心圓，一個非常小，另一個同盤子一樣大。
我們的觀察者站在盤子上，盤子高速旋轉著。另一個處於伽利略系中的人用一把尺子測量這兩個圓的周長（P）和直徑（d）。後者作如下計算：P/d。他發現P/d=π。對於他而言，歐幾里德幾何是正確的。（這裡“正確”的含意是它正確描述了現實）
然而，第四個實驗的情況就不同了。當盤子上的觀察者測量大圓周長的時候，他相對於盤子外的人以非常快的速度旋轉，因此從盤子外人的角度看，尺子的長度縮短了。但觀察者不會發現相同的結論，對他來說：P/d不等於π。歐幾里德幾何在這種情況下不能描述現實。
分析
得出這種奇怪結論的原因是什麼？盤子上的觀測者在測量大圓的周長時，受到了一種奇怪的力的作用。你可以稱其為“向心力”。這就是由於引力場的存在。同樣的實驗可以通過在這三個不同的系中用同一隻表測量時間：在伽利略系中，在盤子的中心附近和遠離中心的地方。我們可以得出相同的結論：盤子上遠離中心的觀測者的測量結果和盤子外面的人的觀測結果不同。引力場的存在可以解釋這一差異產生的原因。
結論
這使我們得出如下結論：引力場影響時空。
引力場導致的時間膨脹可以測量出來。實際上，在高山頂上的值略小于山腳下的值。兩個原本同步的原子鐘在這兩個不同的地方被放置了一段時間後給出了不同的時間。
相關資料
在太陽系內有1000顆以上的彗星在運行，它們來自何方？
在這裡，我們已走到太陽系外緣1~2光年的地方，而離我們最近的恆星比鄰星僅在4.27光年處，因此，事實上我們已經進入恆星際空間。
我們已經知道恆星際平均距離大約幾十光年，成千上萬顆恆星組成的系統就叫星系。注意，到了恆星世界，我們就閉口不談行星了，因為在這樣的距離上，不發光的行星根本無從觀察，其質量比起宿主恆星來也完全可以忽略不計。比如，太陽質量就占太陽系總質量的99.86%。所以離開太陽系以後，我們的一切活動，都是與恆星打交道。
梅西耶所編號的103個天體中，實際記載了兩類天體。一種是真正的氣體塵埃雲，它們肯定全部位於銀河系內；另一類所謂星雲，後來被證明其實是跟銀河系一樣龐大的遙遠的河外星系，只是由於當時技術手段的限制，把隔著窗格看見的窗外5公里以外山腳下的景物，也當成是窗格上的花紋了。歷史上，為了確定星雲到底是在河內還是在河外，曾經進行過激烈的爭論，造父變星的測距手段，使它一錘定音，這在前面已經講過。
在銀河系近旁，離得最近的是大小麥哲倫星雲。還有一些小星雲正在被陸續發現，比如人馬座矮星雲，正在向銀河系掉落過來。離得最近的較大的旋渦狀星系就是仙女座星系，它也帶著幾個衛星小星系。由所有這些共26個星系組成了仙女座本星系團。比較有名的還有室女座星系團和后髮座星系團。著名的M100就是室女座星系團中的一個成員，這個星系團中共有2500個成員。
注意，星團和星系團是兩個完全不同的概念。星團是指銀河系中幾百幾千顆恆星聚集成團的現象，而星系團則是指象銀河系這樣的成百上千個星系組成的一級宇宙構造。星團的組成單位是恆星，而星系團的組成單位則是星系。
由星系團構成的上一級組織叫超星系團；由多個超星系團組成的結構叫總星系。總星系以外還有沒有更高一級的宇宙組織呢？美國天文學家對120億光年內的2000多個星系的組織結構進行了仔細的研究，結果表明，不存在更高一級的宇宙組織。
成團分布就意味著物質空間分布的不均勻性。研究表明，這種不均勻性僅僅在星系團這一級別上發生。在可觀察的十幾億光年的範圍內，星系團的分布就象貼在巨大空間的汽泡壁上，而這些汽泡則呈周期性分布的趨勢。因而就整個宇宙而言，物質分布基本是均勻的。
