宇宙的形状
宇宙的整体形状由空间曲率决定，而曲率取决于宇宙中物质和能量的总密度，结合最新天文观测（如普朗克卫星的宇宙微波背景辐射数据），主流结论是：宇宙在大尺度上是平坦的。
一、 决定宇宙形状的核心参数：临界密度与曲率
宇宙的曲率分为三种基本类型，其几何特性可以通过简单的几何规律区分：
正曲率：球形宇宙
当宇宙物质能量密度大于临界密度时，空间会像球体表面一样弯曲。
几何特性：三角形内角和大于 180°；平行的光线最终会交汇；宇宙是有限但无界的（就像在球面上行走，永远走不到尽头，却不会超出球面范围）。
负曲率：马鞍形宇宙
当物质能量密度小于临界密度时，空间会像马鞍表面一样向两个方向弯曲。
几何特性：三角形内角和小于 180°；平行的光线会逐渐发散；宇宙是无限且无界的。
零曲率：平坦宇宙
当物质能量密度等于临界密度时，空间是平坦的，符合我们日常认知的欧几里得几何。
几何特性：三角形内角和等于 180°；平行的光线永远保持平行；宇宙可能是无限的，也可能是有限无界的（如三维 “甜甜圈” 拓扑结构，但目前没有观测证据支持）。
二、 观测证据：支持宇宙平坦的关键依据
宇宙微波背景辐射（CMB）的温度波动
普朗克卫星观测到的 CMB 温度波动的 “角尺度”，是判断宇宙曲率的核心证据。如果宇宙是弯曲的，这些波动的分布会呈现明显的拉伸或压缩；而观测结果显示，波动的角尺度与平坦宇宙的理论预测高度吻合。
宇宙大尺度结构的分布
星系、星系团在大尺度上的分布规律，也符合平坦空间的引力演化模型。
三、 重要补充：大尺度平坦 vs 小尺度弯曲
我们所说的 “平坦” 是宇宙学尺度上的平均特性，在小尺度上，恒星、星系、黑洞等大质量天体的引力会扭曲周围的时空，形成局部的空间弯曲（这正是广义相对论所描述的时空弯曲效应）。
宇宙的成分
根据最新的宇宙学观测（如普朗克卫星数据），宇宙的总成分由普通物质、暗物质、暗能量三部分构成，三者占比差异极大，且后两种成分是人类尚未完全理解的 “未知存在”。具体划分如下：
一、 普通物质（重子物质）—— 占宇宙总成分的 ~5%
这是我们能直接观测、感知的物质，由质子、中子、电子等基本粒子构成，遵循电磁力、强核力等已知物理规律。
主要存在形式
可见天体：恒星、行星、卫星、彗星、小行星等，仅占普通物质的约 10%。
不可见气体：星际介质（氢气、氦气为主）、星系际气体，是普通物质的主体，占比约 90%，这些气体温度极高，会发出 X 射线。
其他形态：尘埃、星云、黑洞吸积盘等。
关键特征
参与电磁相互作用，能发光或反射光，可通过望远镜直接探测；其元素丰度（氢 75%、氦 25%、少量锂）与大爆炸核合成理论完全吻合，是验证宇宙起源的重要依据。
二、 暗物质 —— 占宇宙总成分的 ~27%
这是一种不发光、不与电磁力相互作用的神秘物质，无法直接观测，只能通过引力效应证明其存在。
核心证据
星系旋转曲线：星系边缘的恒星旋转速度远超可见物质引力能束缚的速度，说明存在额外的引力源。
引力透镜：星系团会扭曲后方天体的光线，其扭曲程度远超可见物质的引力贡献。
宇宙大尺度结构：暗物质是星系、星系团形成的 “引力骨架”，普通物质是在暗物质的引力势阱中聚集形成天体。
候选者猜想
目前认为暗物质不是已知的基本粒子，可能是弱相互作用大质量粒子（WIMPs）、轴子、惰性中微子等，全球多个实验室正通过地下探测、粒子对撞实验试图捕捉暗物质粒子。
三、 暗能量 —— 占宇宙总成分的 ~68%
这是驱动宇宙加速膨胀的核心力量，是当前宇宙学最大的谜团之一。
核心特性
具有负压：与普通物质和暗物质的引力收缩效应相反，暗能量的负压会产生 “排斥力”，推动宇宙空间加速膨胀。
均匀分布：暗能量不聚集在星系或星系团中，而是均匀填充在整个宇宙空间，其密度不随宇宙膨胀而降低。
主流假说
宇宙学常数（Λ）：由爱因斯坦提出，认为暗能量是真空本身的能量，密度恒定，与观测结果最吻合。
动态标量场：认为暗能量是一种随时间演化的未知场（如 “精质”），其密度可能随宇宙演化变化。
四、 三种成分的宇宙演化作用
宇宙早期（大爆炸后 10 亿年内）：普通物质 + 暗物质主导，引力作用促使物质聚集，形成第一代恒星和星系。
宇宙中期（约 50 亿年前至今）：暗能量开始占据主导，其排斥力超过引力，宇宙从减速膨胀转为加速膨胀，且膨胀速度越来越快。
总结
人类能直接感知的普通物质，仅占宇宙的 5%；而暗物质和暗能量这两种 “未知存在”，合计占据了 95% 的宇宙成分，它们的本质是现代物理学和宇宙学亟待解决的核心问题。