2019年，发表在《Nature》的一篇论文《封闭宇宙的普朗克证据和宇宙学可能的危机》表明：

我们生活的宇宙可能是一个封闭的三维球面，这一研究发现推翻了近几十年来的主流观点，即宇宙是一个平坦的三维空间。

一个封闭的三维球面，这样的宇宙会给我们带来一些意想不到的事情。也可能会给宇宙学带来巨大的危机。

接下来我们就聊下，一个封闭的宇宙是一个怎样的宇宙。

在现实生活中，你想要知道一个物体有多大，首先要知道它的几何形状，连它的样子都不知道，是没办法研究大小的。

例如，一直以来我们都在讨论地球的形状，毫无疑问它是一个漂浮在三维空间中的球体，我们只有知道了地球的几何形状，才能对它的大小进行测量。

那么整个宇宙呢？它有多大？要想知道这个问题，思路也一样，首先要知道宇宙空间的形状。

这里就有一个我们不理解的问题，我们人类的视野现在已经走出了太阳系、甚至是银河系，看到了深邃的宇宙空间，不过看起来跟我们在地球上感受到的空间一样啊，怎么会有形状呢？

这是因为我们感受不到三维空间的形状，但空间的形状却无时无刻不在影响着万物的运动。

在爱因斯坦广义相对论原理应用在宇宙学之前，我们一直认为，空间就是平坦的空间、时间是匀速流逝的时间，空间和时间共同为万物的运动提供了一个舞台，它们之间互不影响。

这就是牛顿的绝对时空观。但在广义相对论之后，一切都改变了。

空间和时间是一个不可分割的整体，它俩构成了一个完整的时空，并且参与着、影响着万物的运动，而万物的存在又反过来会改变空间的形状和时间的流逝速度。

因此爱因斯坦告诉我们，三维空间会因为物质的存在而产生一个曲率，这个曲率就决定了空间的形状，也决定了物质在空间中会怎样运动，这其实也是对引力的解释。

你看地球的存在就扭曲了周围的空间，产生了一个曲率，太阳系、银河系也一样。我们牢牢被束缚在地球表面，地球被束缚在太阳轨道，太阳系被束缚在银河系的一个悬臂上，都是因为空间曲率的原因。

那为什么我们看不到所谓的空间曲率或者是形状呢？“不知庐山真面目，只缘身在此山中”，没错，正是因为我们生活在三维空间之中；

我们没有另外一个额外维度的视角来观察三维空间，因此我们就看不到它的形状。不过我们看不到，并不代表不存在，这一点要清楚。

下面我举个例子，在三维空间中，我们就可以在第三个维度看到二维平面所构成的任何形状，折纸玩过吧。

但是身处在二维平面上，我们就看不到二维平面的任何形状，因为我们只能感受到两个维度，缺少了一个维度。

这就是我们看不到三维空间形状的原因。

那么了解了以上的知识，我们接下来讨论宇宙的形状。

在宇宙学中，由于物理定律在每一个空间位置都是等效的，也就是空间的每一个点都是平等的，因此整个宇宙就不可能在一些奇怪形状，例如甜甜圈。

因此宇宙可能的形状就有三种，分别为：正曲率的三维封闭球面、平坦的三维空间、负曲率的三维马鞍面。

以上的三种可能形状取决于宇宙中的能量密度和膨胀率（哈勃常数），目前我们通过普朗克卫星测得的哈勃常数（宇宙膨胀率）为67. km/s/mpc。

根据这个膨胀率，我们在理论上可以计算出一个宇宙临界能量密度，为每立方米大约5.7个质子质量。

在这个临界密度下，膨胀率和能量密度基本平衡，宇宙就是一个几乎平坦的三维空间，没有可观测的曲率。这样的宇宙会一直膨胀下去，无限无界。

但是当宇宙的真实能量密度大于临界密度的话，那么整个宇宙的空间就会因为引力大于膨胀率表现出正曲率的三维封闭球面。这样的宇宙有限但无界。

并且最终宇宙会停止膨胀，发生大坍缩。有一个很好的类比就是地球表面，我们知道生活在地球表面的生物都是三维的，可以向左向后、向前向右，也可以向上向下。

但是由于引力的缘故，想要在上下这个维度移动非常困难，而且从外太空上看地球的话，地球表面的生物可以被当作二维平面上的生物。

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