接近平坦宇宙中宇宙拓扑的可探测性

最近的观测表明,宇宙总密度与临界密度之比$\Omega_0$极可能接近1,且其中相当大比例的能量以负压的暗组成分形式存在。为此,我们研究了在$\Omega_0 \sim 1$（包括常数项）的宇宙中可能非平凡拓扑的观察检测问题。使用多种指标,我们发现随着$\Omega_0 \to 1$,越来越多的可能流形（拓扑）要么难以探测,要么可被排除。进一步地,给定一个非零下界$|\Omega_0 - 1|$,我们可以排除一些拓扑（流形）作为我们宇宙形状的可能候选者。我们通过具体考虑各种拓扑并运用最近观测对宇宙参数的限制来具体说明这些发现。我们发现,在当前对宇宙参数的限制下,既有一些双曲面和球面流形难以探测,也有一些可被排除作为我们宇宙形状的流形。这些结果对于未来在探测我们宇宙形状的搜索策略至关重要,因为存在无限多种理论上可能的拓扑,且未来观测预计会对$|\Omega_0 - 1|$给出更精确且更接近零的非零下界。