我们在地球上，即使是用完美的望远镜，最远也只能看到400多亿光年的距离。这个距离是理论上的极限，和观测手段无关。我们能够观测的宇宙部分，被称作可视宇宙。可视宇宙的原因是宇宙的历史有限加上光速有限的结果。宇宙的历史只有138亿年左右，而信号传递的速度不能超过光速，所以我们能够看到最遥远的信号，只有光在138亿年的历史里走过的距离。可视宇宙的外面仍然有星星，只不过那里的光还没有传播到地球来，所以我们看不到它们。

可视宇宙只是整个宇宙中很小的一部分(甚至可能是无穷小的一部分)，所以对可视宇宙的外部我们知之甚少。不过无法观察并不意为着不能研究。不要忘记，物理学的研究方法是数学和实验。既然实验这条路被堵死了，我们只好用数学去推一推整个宇宙的结构。一个比较好的起步点是我们可以假设整个宇宙(包括可视以外地部分)都满足广义相对论。广义相对论在可视的部分始终和实验吻合得不错，在缺少直接资料的情况下，这一假设虽然不一定正确，但也算是个比较好的出发点。另一个假设则是宇宙学原理：星系在空间的分部在大尺度上是近似均匀的。

在上面的两个假设下，宇宙的拓朴结构就只有三种可能性了，分别对应空间的曲率>1，=1，和<1的情景。第一种是一种封闭的三维空间。这种结构有些像一个皮球的表面，只不过多了一微。这样的宇宙空间是有限的，但是却没有边界：向任何一个方向走，最终都能回到起点。另外两种可能性，宇宙都是无限大的。曲率等于1的情况对应一个平直的空间，这时就是我们最熟悉的三维欧氏空间，宇宙向外延伸直到无穷。曲率小于1的情景则对应一种类似高维马鞍面的拓朴结构，也是无穷大的。聪明的读者已经注意到了，以上三种情景宇宙都没有中心。有些不付责任的科普作品说宇宙起源于一个点，似乎宇宙是以这个起点为中心膨胀的，这样的说法错莫大焉。至于宇宙究竟是三种情况中的哪一个，就只好靠观测来决定了。

可惜的是，我们的观察只能是可视的部分，所以很难给出一个确定的答案。这就好比一个人站在北京天安门，想判断地球表面是平的还是弯曲的，而他能够看到的最远距离只有北京市的范围。在这个范围内地表的变化如此之小，以至于用最先进的仪器也无法判断出地表的弧度。