导语：或许我们生活在一个宇宙的洞穴里，宇宙开始出现。根据标准，宇宙是由一个密度无限地点经过大爆炸而形成的。那么人们对于宇宙是如何定义的？宇宙是不是人们所说的三维的宇宙，我们所处的宇宙究竟从何而来人们依然无从得知。
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人们对于宇宙的定义
之前的经验告诉我们，宇宙有三个空间维度和一个时间维度，我们将其定义为三维空间宇宙。但是在我们的新宇宙模型中，三维的宇宙仅仅是四维宇宙的投影。很明显，我们整个宇宙诞生于高维宇宙中的一颗恒星已经崩溃。这次崩塌将四维黑洞带到一个四维黑洞，它就是我们生活的宇宙。
为什麽提出如此荒唐的理论？我们的理论并不奇怪。其数学基础扎实，能精确地描述时空。最近几年，物理学家提出了完美的全息理论(theoryofhology)。他们拥有一套数学工具，用以描述某一维的物理过程，并用另一维描述。比如，在二维空间中的流体动力学方程比较简单，研究者能根据所处的环境解出方程，然后利用二维解来理解一些更为复杂的系统，如三维黑洞的动力学过程。这两个描述在数学上是相通的——利用流体就能使黑洞变得难以捉摸。
很多科学家认为全息理论的成功可能是一种深刻而根本性的理论，而不仅仅是一种数学转换。或许，不同维度之间的界限并不像我们想象的那样难以逾越；或许，宇宙的基本原理存在于另一个维度，然后又转换成我们所看到的三维世界；或许，日常体验就像柏拉图寓言中的囚徒，欺骗我们，使我们误以为世界是三维的，只有当我们把目光转向四维，一切豁然开朗。
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宇宙从何而来
巨大爆炸：巨星爆炸产生了黑洞，也就是由气体和尘埃构成的云。这片云层叫做超新星(左红色)。在高维宇宙中，类似的爆炸也能产生我们的3D宇宙我们研究了四维宇宙来解决三维宇宙中的问题。现代宇宙学取得了巨大的成功，但成功的光环下却隐藏着深刻而复杂的秘密。对这些问题的探索使研究者想起了全息理论。
宇宙学家可以用一些简单的方程(最重要的是爱因斯坦写的)和五个不同的参数描述整个宇宙的历史——从今天一直追溯到大爆炸之后的时刻。下列五个不同参数是：普通物质、黑暗物质和黑暗能量的相对能量密度(我们稍后会详细介绍)，以及早期宇宙中量子上升的幅度和功率谱。用标准的宇宙模型-λ冷暗物质(lambdacoldarkMatter，λ-CDM)模型描述了数百甚至数千次的观测数据，所覆盖的空间尺度从几百万光年到几百亿光年，覆盖的空间尺度达到了可见宇宙的边缘位置。但是观测的成功并不意味着我们在宇宙研究方面有很大的成就。研究人员认为，宇宙演化版本中有许多棘手的漏洞。此前，我们曾遇到过宇宙本质的最基本的问题，但至今仍无法解答。
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人们对于宇宙的认识
1、宇宙的扩张
扩张也许是我们理解宇宙大规模结构的最好假设。膨胀能拉伸宇宙，使空气中的弯曲部分变平，使宇宙温度均匀。和宇宙放大镜一样，宇宙早期的膨胀也把微小的能量密度量子扩展到宇宙中。最终，他们形成了大量的种子，包括星系、恒星、行星和生命的种子。
扩张论是一个被广泛接受的成功理论。数十年来，宇宙学家一直通过观察宇宙微波背景辐射来验证各种膨胀理论的预言。CMB记录了宇宙早期的密度干扰。近来，欧洲航天局(EuropeanSpaceAgency)卫星的普朗克星证实，我们的宇宙是平坦的(或者几乎是平坦的)、均匀的(不超过6万分之一的各向异性)，这两个都是关于膨胀理论的重要预测。此外，卫星观测到的原始物质功率谱和膨胀范围与理论预测基本一致，认为物质最初的膨胀膨胀过程是由膨胀引起的。
2、宇宙的膨胀能否被影响
或许我们要问：是否存在能促进膨胀？怎样提供如此大的能源？据认为，宇宙在大爆炸后短暂的时间内充满了能量，这种能量以想象粒子的形式存在，即膨胀。近日，在欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)上发现了希格斯颗粒，这种粒子的性质类似于膨胀。由于早期宇宙中膨胀场能量的微量子膨胀是唯一能够产生显著能量密度差异的机制，因此早期宇宙的构造不仅可以解释早期宇宙的加速膨胀。
此外，物理学家并不知道膨胀是如何自然停止的，这就是“优雅退场之谜”(gracefulexitproblem)。假定一个能量场在驱动宇宙中呈指数级膨胀，那么是什么引起了场的突然关闭？同时，在omega-CDM模型的5个宇宙参数中，有些必须精确地调整到当前值，否则我们所观测到的宇宙是完全不可能的，但关于这5个参数的起源，我们还没有一个令人信服的解释。在膨胀前宇宙诞生的第一秒(10-36秒)，我们还没有清楚地描述。
3、人们对于宇宙的理解
人类所面临的最大挑战就是如何理解大爆炸的本质：在一个密度无限的点-奇点(singularity)中，一切时间，空间，物质都会突然爆发。奇观是一只无法理解的怪兽，时空蜷缩在里面，不能区分过去与未来，一切物理规律都失效了。魔力是混乱的，不规则的宇宙。合乎逻辑地说，有理由从奇迹中跳出来。但不可能有一个宇宙从奇迹中跳出，有条不紊地排列在我们面前。
虽然这一奇观很奇怪，但并不稀奇，我们可以在另一个黑洞中央看到它的魅力。黑洞是超级巨星垮台的遗迹。所有星体为聚变反应炉，轻元素(主要是氢)聚合为重元素。核聚变过程为大多数星体提供终生的能量。但是最终，核燃料耗尽，引力开始成为主流。一个星体至少比太阳重10倍，并且在重力的作用下会塌陷，导致超新星爆发。如果再大一点，那质量会达到15~20个太阳或者更大，那么在超新星爆发后留下了一个致密的核，它就会变得难以控制地破裂，形成黑洞。
结语:宇宙的秘密很多，人们不断的研究中依然没有得到完美的解答，面对神秘的宇宙，人们坚持研究能否取得很好的成就？这一切依然是未知的，对于宇宙，人们的认知在不断的发生着变化，未来或许人们能够得到自己想要的答案。