有句话说：如果一个人说宇宙是有限大的，那说明他应该具有一定的科学常识，而如果他说宇宙是无限大的，那就有两种可能，一种可能是他对现代科学一无所知，一种可能是他对现代科学非常的了解。
如果你说宇宙是平的，肯定会有人说:我信你个鬼！
在古代，人们都认为宇宙是有限的一个圆，我们就生活在这个圆之内，天上的星星就是镶嵌在这个圆的顶上。他们认为宇宙是有限大并且是有边界的。
后来随着人们对宇宙增加了认识，看法也发生了改变，根据宇宙大爆炸理论，宇宙有一个开始就应该有一个结束，广义相对论又告诉我们“时空是可以弯曲的”，于是人们推测宇宙也许就是一个弯曲的有限的巨大空间，但是宇宙是没有边界的。
这个有限大又没有边界如何理解？想像一下，我们在地球的表面上，地球的表面积虽然有限，但我们在上面并没有感觉到它是有边界的，无论你往哪里走，总能循环回到原点，因为地球是"弯曲"的。那么我们的宇宙也同样是一个弯曲的空间，虽然它是有限大，但是也一样是没有边界的。不过，宇宙的空间并不像地球表面一样是二维的，它是一个三维的弯曲空间，就像一个三维的球体一样。这样的宇宙模型就是十多年前科学家们想像的宇宙模型。霍金在他的《时间简史》里描述的宇宙空间模型就是这样子。
在这个恒定的有限的弯曲宇宙模型里，本来大家生活得好好的，并没有觉得有什么异常，可说是岁月静好。然而，到了20世纪90年代中期，科学家们的一些新的发现，似乎在平静的海面上掀起了一个巨大的波澜。
这事与爱因斯坦的广义相对论有关，所以我们得从它说起。
上面我们说到爱因斯坦的广义相对论告诉我们空间是可以弯曲的，他的引力场方程允许空间曲率存在。就是说空间曲率可以是正值，也可以是0或者是负值。
如果空间曲率为0，那对应的空间就是平坦的也是无限延伸的;如果空间曲率是负值，那空间就像一个无限大的马鞍形;如果空间曲率为正值，则空间就是一个有限大的球形。
我们如果知道宇宙的空间曲率，就可以知道宇宙是怎样形状的。可是，宇宙这么大，如何才能测得出它的空间曲率是多少呢？根据广义相对论，质量和能量可以让空间弯曲，那么我们只要统计一下宇宙里大概有多少的质能就可以知道空间是怎么弯曲的了。于是天文学家们想到了一个办法。就是用宇宙中所有的物质的平均密度与临界质能密度作比较。这个“临界质能密度”也是出自爱因斯坦的场方程中，他表示的是维持宇宙处于0曲率空间时所需要的确切宇宙物质密度。
宇宙中所有物质的平均密度与临界质能密度的比值，用希腊字母Ω表示。如果Ω大于1，则说明宇宙物质比较多，空间的曲率是正的，宇宙是一个三维球状体；如果Ω小于1，那么说明物质比较少，空间曲率为负值，宇宙就像一个马鞍形；如果 Ω等于1，则空间曲率为0，宇宙空间就是平坦的。
只要Ω值大于1，空间就是有限的，而Ω值等于或小于1，宇宙空间就无法闭合，就是无限大的。这个Ω值不仅能体现空间的曲率，还可以推论出宇宙是坍缩还是膨胀的。Ω小于或等于1，那么宇宙将永远膨胀下去，如果Ω大于1，那么宇宙最终会停止膨胀，转而开始坍缩。
1915年，当时爱因斯坦广义相对论出后，他对此就曾经非常的困惑。他的引力场方程得出的解就是，宇宙要不是坍缩的要不是膨胀的，反正就不是一个稳态恒定的宇宙。这对当时的人们来说是一个非常反常识的观点。宇宙怎么可能是动态的呢？这个爱因斯坦当时也接受不了。
为了让宇宙是一个稳态恒定的状态，爱因斯坦于1917年在他的场方程中加上了一个常数Λ，这个常数是起排斥力的反引力，以平衡引力的作用。这个常数后来就称为宇宙常数。这个常数如果有一个特定值，那么宇宙就是稳态恒定的，爱因斯坦也就放心了。
但是这个常数是从哪里来？他的根据是什么？爱因斯坦也说不清楚。后来弗里德曼证明了爱因斯坦的引力场方程就是个不稳定的方程。他的学生德.西特还证明，哪怕是宇宙中空无一物，只需要这个常数的能量就能驱动宇宙在膨胀。
这让爱因斯坦开始不安起来，难道宇宙真的是在膨胀吗？
一直到了1929年，哈勃通过望远镜的观察，并从光谱的对比中发现星际红移现象，就是说远处的星系在远离我们，加上他系统的计算得到了确证，宇宙确实是在膨胀的。这时爱因斯坦才不得不接受这个现实，于是他只好把“宇宙常数”从方程中卸了下来。
本来爱因斯坦可以从他的方程中推出宇宙是膨胀的，可是他错过了一次伟大的发现，当时他在朋友圈发了一句话“这是我一生中最大的错误！”。
“宇宙常数”为0，就是说宇宙的真空中是没有任何能量的，这也成了当时科学家们的共识。
到了20世纪90年代中期，宇宙学家们把宇宙中探测到的所有物质算出来，再加上暗物质，它们的平均密度也只有临界质能密度的四分之一左右。这意味着宇宙是一个负曲率的空间。也意味着宇宙是永远膨胀下去的。
这个结论，在当时其中一些科学家就表示不服，这一派的科学家他们是认可暴胀理论的。暴胀理论认为空间在极其短暂的时间里超急速膨胀，必然造就一个平坦空间的宇宙，它的曲率既不是负数也不是正数，它应该恰恰就是0。
要保证宇宙是一个平坦的空间，宇宙中的物质的总密度必须要达到临界质能密度，但是现在计算出来的物质密度加起来也才是这个值的四份之一，宇宙是一个负曲率的空间，这个怎么可能呢？这些科学家坚信，暴胀理论不可能是错误的，宇宙中应该还会有哪些物质或能量被忽略了。于是他们继续寻找......
到了1988年，也就是爱因斯坦死后43年，历史绕了一圈，科学家们的世界观又得重新改了一次。
两个分别由派尔穆特和施密特领导的相互竞争的天文学家团队，宣布了他们观测的结果：他们认为，宇宙的确应该有一个常数，并且宇宙常数并不为0！此时如果爱因斯坦活过来，不知道应该在朋友圈发一个怎么样的心情。
他们在对50个LA型超新星的观测中发现，它们远离地球的速度比理论计算出来速度还要快，并且离我们越远的LA型超新星，离开我们的速度就越快。这意味着，有某种不可知的力量让宇宙膨胀的速度变快了。
这种不可知的能量充斥于我们宇宙每立方厘米的真空中，所以真空中的能量并不是一无所有，宇宙常数并不是０。这种不可知的能量后来也被称作暗能量。
爱因斯坦的质能守恒方程中：Ｅ＝MC^2，说明物质和能量是可以相互转化的。那么我们计算宇宙中的物质密度时，除了可观测的物质和暗物质外，还得加上暗能量转化的物质。
可观测物质和暗物质密度与临界质能密度的比值表示为一个值ΩM，暗能量转化的物质密度与临界质能密度的比值表示为ΩΛ。那么如果空间是平坦的，空间曲率是0，那么ΩM＋ΩΛ就应该等于1。
最后科学家们计算出来的值是：ΩM＋ΩΛ=1 ± 0.004，也就是在0.4%的精确度之内，这说明宇宙空间几乎是平的。这个“平”当然并不是像平底锅那样的那个“平”，而是表示宇宙没有弯曲的意思，宇宙空间是三维立体的，所谓的平直就像一个立方体一样是平直伸展的，而不是像球体一样弯曲的。
到此时，如果还有人怀疑宇宙空间是平坦的话，到了２００３年，WMAP卫星通过对宇宙微波背景辐射观测的数据，绘制出来的图形几乎就打消了所有人的疑虑。
宇宙的空间曲率假设是负值或是正值，弯曲的空间就会影响从中经过的辐射，那么观测到的宇宙微波背景辐射就不应该是平滑的。如下图所示：
但是WMAP卫星观测到的宇宙微波背景辐射就是一个非常平滑的图像，除非我们再将测量精确度提高到十万分之一，才能观察到出现一丁点的起伏。
后来这种宇宙空间是平坦的观察证据越来越多。最新的一个结果是，在2０１３年底由”重子振动分光镜勘测（BＯＳＳ）发现，他们于2014年1月份也同样宣布：在大尺度上，宇宙空间是“异乎寻常的平直“。BＯＳＳ项目负责人大卫.施莱格尔说，我们关心宇宙是不是平的，这关系到宇宙是有限大还是无限大，而“我们观测结果和无限大的宇宙相吻合。”
宇宙是平坦的，是无限大的，这非常令人费解，但是目前科学家们观测到的事实就是这样，你能接受这个结论吗？
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