宇宙は平らであると考えられていますか？

私は宇宙の幾何学について確信がないと述べているさまざまな記事や本（このようなもの）を読みましたが、私たちが見つけるのに役立つ進行中または計画中の実験がありました。

しかし最近、私は宇宙学者のローレンス・クラウスによる講義を見ました。彼は、宇宙がBOOMERanG実験によって平坦であることが証明されたと断固として主張しているようです。これがトークの関連部分です。

私の周り見てきたし、我々はまだのように、この質問への答えを知っていないことを伝える記事残っています。この1は。

したがって、私の質問は2つあります。

1. 概念を混ぜて、さまざまなことについて話していますか？
2. そうでない場合、この証拠は何らかの理由で広く受け入れられていませんか？それはどんな理由でしょうか？

競合するソースに苦しんでいるのは、新しい情報と古い情報が混在しているためだと思います。まず、引用した本は15年前の2001年に出版され、引用した他の記事は17年前の1999年に出版されました。そこをされている多くの正確な内容、形状、大きさなど私たちの宇宙のダウン本当に爪に試みで、多くの場合、用語「精密宇宙論」の下で、過去15年間に行われた作業の。2000年代初頭までに、私たちはすべての背後にある科学をほとんど知っていました（暗黒物質、暗黒エネルギー、ビッグバンに関するよく発達した理論などを知っていました）。これらの理論に入れて、宇宙の平坦性があなたの情報源でまだ争われている理由を説明します。

「良い数字」を持つという目標を達成する上で最も重要な2つの非常に重要な天文台に案内します。最初はされウィルキンソン電子レンジAnistropyプローブ（WMAP）は、2001年に立ち上げ、第二は、プランク衛星の両方ミッションがでひたすら凝視するように設計された2009年に発売し、宇宙マイクロ波背景（CMB）放射線と整理してみてくださいそれから収集できる情報の宝庫。この流れで、Cosmic Background Explorer（COBE）に出会うかもしれませんこの衛星は他の2つと同様の目的を持っていましたが、2000年代初頭までに適切な数と決定的な声明を提供するために、後の2つのミッションほど正確ではありませんでした。そのため、私は主にWMAPとPlanckが言ったことに焦点を合わせます。

WMAPは、CMBを9年間見つめ、その日の最も詳細で包括的な地図を作成した、非常に成功したミッションでした。9年間のデータにより、科学者は、宇宙の平坦性を含むさまざまな宇宙論的量の観測誤差を本当に減らすことができました。ここで最終的な宇宙論的パラメータの表を見ることができます。平坦性のために、何がやりたいことまで追加され（バリオン物質密度）、ΩのD（ダークマター密度）、及びΩ Λ（ダークエネルギー密度を）。これにより、全体の密度パラメーター、Ω0が得られます$\Omega_b$$\Omega_d$$\Omega_\Lambda$$\Omega_0$、それは私たちの宇宙の平坦さを教えてくれます。私は確信しているようならば、あなたは、あなたの情報源から知っているあれば、我々は、双曲線宇宙を持っΩ 0$\Omega_0 < 1$私たちの宇宙が平坦であり、 Ωは0 > 1は、球状の宇宙を意味します。WMAPの結果から、我々はそれを持っている Ω 0 = 1.000 ± 0.049を平らな宇宙を示す、非常に近いものにある（誰かが私の数学を確認することができます）。私の知る限りでは、WMAPは、真に正確な測定与えるために最初の楽器だった Ωを$\Omega_0 = 1$$\Omega_0 > 1$$\Omega_0 = 1.000 \pm 0.049$$\Omega_0$、私たちの宇宙は平らに見えると断言できます。あなたが言うように、BOOMERanG実験もこれに対する良い証拠を提供しましたが、私は結果がWMAPのものほど強力ではなかったと思います。

ここでの他の重要な衛星はプランクです。2009年に打ち上げられたこの衛星は、これまでで最高の高精度のCMB測定を提供してくれました。私はあなたが彼らの結果によって掘るもらおう彼らの論文が、パンチラインは、彼らがあることを我々の宇宙の平坦度を測定することである（これから算出した結果テーブル極めて近いものにもう一度、）。$\Omega_0 = 0.9986 \pm 0.0314$

結論として、最近の結果（過去15年以内）から、私たちの宇宙は平らに見えると断言できます。現時点では、それがまだ不確実であると主張する人や信じている人はいないと思います。通常は科学に関係するので、1つの質問に答えても、さらに多くの質問が生じるだけです。今、私たちが知っていることを、我々はそれが1つの理由を聞いていますか？現在の理論は、それがそうであってはならないことを示唆しています-それは非常に小さいか、または非常に大きいはずです。これは平坦性問題として知られています。それは今度は回答の試みとして人類の原則を掘り下げますが、それから、私はこの質問の範囲外になります。$\Omega_0 \simeq 1$

宇宙論の原理の基本的な仮定は、空間が一定のスカラー曲率しか持たないことを意味します。これは、正、負、またはゼロにすることができ、フラットなユニバースは曲率がゼロのユニバースです。

空間の曲率は測定可能なものであり、現在の値は BOOMERanGだけでなく、その後の観測からもゼロに近いことがわかっています。バニラFLRW宇宙論ではこれを説明するのが難しく、平坦性の問題として知られています。しかし、従来の見方では、宇宙インフレはこの問題を解決する上で非常にきちんとした仕事をします。

しかし、真に平らな宇宙は、大規模に正確にゼロの空間曲率を持たなければならないので、宇宙が平らかどうかを真に判断するには、いくつかの合理的な仮定を使用しても正確な測定が必要であり、これは不可能です。したがって、観測によって、宇宙の正または負の曲率が非常に小さい可能性を排除することはできません。

さらに、宇宙論の原理をその最も厳密な解釈からわずかに緩和すると、スカラー曲率は宇宙のトポロジーを完全に決定せず、いわゆるエキゾチックトポロジーへの扉を開きます。たとえば、フラットなユニバースは、トロイダルトポロジを持ち、コンパクトになります（有限の空間ボリューム）。

「コンセプトを混ぜて、さまざまなことについて話しているのですか」と尋ねます。私はあなたがそうであるかどうかを知る方法はありませんが、あなたの投稿のタイトルと最初の文は幾分対立しています。あなたの質問「宇宙は平らであると考えられていますか？」曲率に関するものであり、それ自体ではジオメトリを完全に決定するわけではありませんが、「宇宙のジオメトリについては確信がありませんが、進行中または計画中の実験がありました。」より一般的。

最初のリンクは、Jeffrey Weeksの本です The Shape of Spaceにあります。これは、空間のトポロジーに多くの注意を向けています。186ページの表19.1は、正に湾曲した空間、平坦な空間、および負に湾曲した空間の場合に考えられるいくつかのトポロジを示しています。同じページには、「この本の初版が1985年に登場したとき、多くの宇宙論者は平坦または双曲線幾何学を持つ閉じた多様体を完全に知らなかった」という驚くべき声明が含まれています。私はそれが公正な特性評価であるかどうか興味があります。

その本の前のページ（185ページ）で、2001年時点での平坦な形状の証拠の概要を簡単に説明しています。特に、「新しいデータ（遠方の超新星と宇宙マイクロ波背景放射の研究から得られた）は、目に見える宇宙が双曲線ではなく平坦であるという強力なケースを作る」という声明があります。同じページに「宇宙は閉じているのか開いているのか？つまり、空間は有限か無限か？」という質問が含まれています。答えは「簡単に言えば、わかりません」。本の最後の2つの章では、宇宙のトポロジーに対する2つの提案された観測アプローチである「宇宙の結晶学」と「空の円」について説明します。

どうやら、ユニバースのトポロジでの作業は引き続きアクティブです。Scholarpediaには最近のレビューが含まれています。

はい、観察可能な最大スケールで空間的にフラットであると考えられていますが、科学的測定には不確実性が伴い、モデルをより良いものに置き換えることができることを覚えておく必要があります。現時点では、宇宙は高度な精度で空間的に平坦であるとの観測がありますが、それでもややゆるい余地があり、それを無視することはできません。また、私たちは見ることができる宇宙の一部のみを観察することができ、宇宙の残りの部分が私たちの部分と同じ曲率を持っていることを知ることはできません。私たちは、宇宙が極端に平坦に近くなくても、平坦に近いことは非常に難しいだろうという理論的理解を持っているので、非常に平坦に近いと期待しています。しかし、理論は置き換えることができ、通常は、まさにフラット。

しかし、一番下の行は、我々は両方の非常に良い観測を持っている、と我々は観察することができます最大のスケールで宇宙に同意良い理論（インフレの理論、および平坦度は一般相対性理論の下年齢とともに不安定であるという事実は）、ある非常に空間的に平らに近い。したがって、フラットなモデルを作成し、そのモデルを正常に使用できます。科学で得たのはそれだけです。

@zephyrの答えに追加するために、LISAは空間で3つのレーザーを発射し、空間の平面度を測定するために三角形を形成しました。180度からの偏差は、空間がどの程度湾曲しているか、曲率の方向を示します。ただし、スペースのサイズが小さすぎる場合、角度の合計は180度になります。これは、地球の表面を見て、実際に丸いときに平らに見えると思うようなものです。LISAは正確に180度で測定されたため、空間は実際にフラットであるか、エラーバーを使用してより大きなスケールで空間の曲率を制限できます。

編集：レーザー実験を行ったのは、WMAPではなくLISAでした。訂正してくれた@zephyrに感謝します。