所见所闻所趣

施郁

（复旦大学物理学系教授）

宇宙膨胀的速度不是一个信号从一个地方到另一个地方的速度，所以是可以超过光速的。

说不能超过光速，是因为如果信号从一个地方传播到另一个地方的速度，那么会违反因果率。因果律是说，如果一个事情A是另一个事情B的原因，那么B一定发生在A之前，不管实在什么参照系中。

这是狭义相对论的推论，不是狭义相对论的基本假设。狭义相对论的基本假设是：1. 物理定律在不同的惯性参照系中都成立，惯性参照系是惯性定律成立的参照系，惯性定律是说物体如果不受外力，就保持静止或匀速直线运动；2. 在不同的惯性参照系中，光速都是一样的。

那么， 怎么由狭义相对论得到不能超过光速的推论呢？考虑一个信号某个时刻从甲地出发，这是一个事件；另一个时刻到达乙地。在每个惯性参照系的观测者来看，这两个事件有时间之差T和距离之差D， 距离之差D除以时间之差T就是信号在这个参照系中的传播速度u。类似地，在另一个惯性参照系的观测这来看，这两个事件有时间之差T’和距离之差D’， 距离之差D’除以时间之差T’就是信号在这第二个参照系中的传播速度u’。然后，如果在第一个惯性参照系中的信号传播速度u大于光速，那么只要第二个惯性参照系相对于当前惯性参照系的速度足够大，即使小于光速，那么，在那个惯性参照系中，信号的传播速度u’是负的。也就是事件的时间顺序发生了逆转，也就是说先收信号，再发出信号。这当然是荒谬的。

但是宇宙膨胀不是信号的传播，所以大于光速不会违反因果律。

物理文化与施郁世界线

那么关于宇宙膨胀，究竟是怎么来的，为什么现在科学家发现宇宙一定在膨胀呢？现在关于宇宙膨胀，有没有什么新的理论或者情况呢？我们现在就来解答一下。首先呢，我们知道爱因斯坦在1915年提出了广义相对论。事实上呢，这个广义相对论对于物理学家来讲基本上是一个重磅级的突破，他是继狭义相对论之后又一门新的重量级的物理学科。爱因斯坦用度规来描述时空，并且时空的度规等于该时空附近物质的分布也就是能量动量张量。爱因斯坦并提出了他著名的场方程。然而在场方程当中爱因斯坦发现时空本身需要运动的，。这意味着宇宙不可能保持静止，整个宇宙可能都在不断地向外扩张。这是违反他的世界观的，因为在当时的物理学家来看，宇宙本身是静止的。为了使宇宙保持静止，爱因斯坦加了一个常数项进去，这个常数项就是大名鼎鼎的宇宙常数。它使得原本在扩张的时空又重新缩了回来。

我们可以想象时空的弯曲，用一个度规项来描述，它等于这个时空周围的物质分布(张量)，随着物质分布的越来越多。时空的弯曲也就越来越明显，时空就会扩张。这时在方程的前半部分，加一个常数进去，这个常数是收缩的常数，那么时空就不会再膨胀了。

爱因斯坦利用这种办法让宇宙变得静止起来，然而，随后一位科学家爱德温哈勃，突然发现宇宙其实确实在膨胀。他通过对宇宙星系的观测，发现宇宙在红移。红移是什么？就是多普勒效应中，远离我们的运动物体传回来的光颜色！靠近我们的叫蓝移。哈勃用这种办法证明了宇宙，可能在膨胀，爱因斯坦随后便承认错误。这也是爱因斯坦承认的他所犯的最大的错误之一。

然而，没想到的是，一百年之后，物理学家发现宇宙常数可能真的存在。为什么存在呢，因为宇宙常数是一种相反的收缩力，它使得宇宙不膨胀，保持静止状态，但是，后来科学家通过对1a超新星的观测，最后发现宇宙膨胀的速度实在是太快了，仿佛有一股莫名的力，让宇宙反其道而行之，始终在加速膨胀。因此，科学家便猜测宇宙常数真的存在，但是这个常数是负数的。爱因斯坦，原本以为错误的理论，没想到在此时又变得正常了起来，他恐怕也想不到吧。 于是，最后科学家便给这膨胀的、莫名其妙的力取了个名字，叫做暗能量。

我的答案就是这样，希望能够帮到你。

赖仲达

这个问题不好回答。本来不想回答。但还是说一下我的观点。

我对人择定律的理解：凡是超出人类逻辑、经验范围的、人类逻辑理解不了的事物，都是不存在的。因为人类可正确反映自然规律，并使自身永远存在在宇宙中。

那么，这个炸论是人类逻辑可接受的理论吗？不是！人们自然要追问宇宙炸点前的时空是啥？是他自身的，还是他妈？宇宙他姥姥又是啥…，无穷追问。所以说，就算宇宙在膨胀，在进化发展，也不能轻易随便说是从那个比质子还小的炸点上炸出来的！人类逻辑接受不了，人类没法认识！

人们可以换一个角度思考宇宙膨胀。时空与物质能量不可分离。时空中存在基本的真空零点能。时空可以说是零点能“胀成”的。时空拓扑性质决定于这个零点能密度。时空膨胀可认为是时空零点能量密度在减小，或流动变化，而宇宙“体积”并没变化。宇宙还是其“本身”，只不过是处于不断运动、变化，甚至发展演化过程中而已，找其什么起源，未来几千年都不可能！何况人类真正发展才2百多年。关键是胡说八道误导科学发展方向，这才是损害。

那么，宇宙膨胀？还比光速快？这不知是那个混蛋在误导人类的思维！确实很恶劣！如果宇宙膨胀，不要说光速，赶上声速，你现在的感觉可能都不一样了！如果真是光速膨胀，这太阳系，甚至地球月亮之间，你感觉如何呢？

宇宙就是宇宙它只不过是处于不断运动、变化、发展、演化之中。无始无终，无边无界；如果有，那还叫宇宙吗？你自然会把其“妈”，他的外延再包括其中的！如果有，我们现在处的宇宙时空就“降级”成总总星系了！不能叫什么宇宙！如果把现存宇宙的妈包括进来，还没完，对不起，你现在的宇宙还得“降级”，还得将宇宙他姥姥也包括进来，如果还不行，那…。总之，人类用宇宙这个词是代表至大无外的存在！

时空膨胀应当不是体积意义上的，更没有光速级的体积膨胀。

谭宏21

首先，题主认为光速是不能被超越的，这只是一个相对而言的问题。根据爱因斯坦相对论里描述：任何有质量或携带信息的物质都不可能超越光速。如果达到光速，物质质量便会加到无穷大。相反，相对论也认为，只要不携带任何能量和信息，超光速就是被允许的。那么目前人类理论上或实证所知晓的超光速现象都有哪些呢？比如，科学界公认的有：量子力学的波函数，量子纠缠，快子，以及题主提到的宇宙澎胀等，这些超光速都是不违背爱因斯坦的狭义相对论的。因此，宇宙中超光速是真实存在的。

关于宇宙膨胀的超光速问题科学界是这样解释的：宇宙在爆炸诞生之初期，曾有过超过光速的暴涨期，至今一直以惊人的速度快速膨胀着。根据广义相对论，宇宙中存在着物质和能量是宇宙膨胀的必然结果。因为宇宙中的物质，是有引力的，引力胜过膨胀，一切就会坍缩在一起。膨胀强过引力，宇宙就只有无限膨胀。宇宙中虽然存在物质和能量，却是以空间形式的速度膨胀的，并不违反相对论定律，是允许超光速的。宇宙中任何地方都在无时无刻地膨胀着。科学家认为其膨胀速度是超越光速的。为什么这么讲呢？因为光子永远追不上宇宙的膨胀速度。假如光速比宇宙膨胀快，那么光子就会到达宇宙中的任一个角落，其宇宙边缘发出的光就会被人类观测到，正是因为光子追不上宇宙膨胀的速度，才导致宇宙中传来的光子永远在朝我们飞来的路上，却又无法到达。同时我们现在观测到的来自遥远天体的光，却不能在连续的时间段里观测到天体连续发出的光，这也是因为空间膨胀的速度比光子快，由于距离越来越远，观测就出现了断层现象。可见，古老光子的传播速度是永远跑不过宇宙惊人的空间膨胀速度的。从相对论理论来分析，宇宙膨胀速度必须要超过光子，否则光子就会以静止的状态存在。

谢谢大家浏览，我是科普作者“红色高地”，希望下次问答与您不期而遇。下次再次！

红色高地

准确的说：信息不能超越光速传递。宇宙空间膨胀是不携带信息的，所以他是被允许超越光速的。

超光速现象在宇宙中并不罕见

例如：将激光射向月面边缘的A点，然后迅速的转到月面另一边的B点，然后我们测量光斑在A、B两点间传递的速度，哈哈，我们能得到一个大于光速的速度！

这违背了相对论了吗？你想多了……

我们看一下在这个过程中A、B两点间有信息传递吗？并没有！所以这并没有违背或者推翻相对论。

其实超光速现象在宇宙中并不罕见，但都没有信息传递。例如：宇宙空间的膨胀速度就是超光速的，我们宇宙诞生了约137亿年（算法不同，有几个时间，取了一个中间值），但我们观测到最远的距离有460亿光年。所以宇宙膨胀速度远远大于光速。而且膨胀速度还在加快。

只要不携带信息,超光速就是被允许的，宇宙膨胀、量子力学的波函数、快子等超光速是不违背狭义相对论的。

讲科学堂

超光速膨胀的宇宙中并不包含超光速运动。

解释起来会复杂，可以用橡皮筋类比宇宙膨胀。先说错误的理解:拉扯橡皮筋两端，橡皮筋不断伸长，要在一个方向超光速拉长橡皮筋，端点必须超光速运动。

正确的理解:固定橡皮筋两端，在中间任意取两点，和橡皮筋垂直反向拉伸(如下图所示，拉伸为波浪形)，此时，橡皮筋两端的位置没有改变，但是橡皮筋不断伸长，伸长的速度大于拉伸速度。实际上在橡皮筋的每一点都反向拉伸才是宇宙膨胀的模拟，手不够用，用任意两点拉伸示意一下。很显然，拉升点足够多时，用常规速度就可以使橡皮筋超光速伸长。

(固定两端的橡皮筋，可以通过波浪形改变长度

为什么宇宙膨胀是第二种？宇宙中并没有一股力量拉伸宇宙膨胀。在宇宙空间中，会不断产生新的空间，空间的增加是宇宙膨胀的原因。宇宙中任意两点的空间位置并不会随着宇宙膨胀而改变，两点之间距离的增加是因为产生了新的空间，和橡皮筋第二种情况相同。

既然宇宙膨胀是第二种情况，超光速远离的物体，实际上空间位置并没有改变，也就没有超光速运动的说法。这也是曲速引擎的理论基础:通过压缩和扩张空间可以实现“超光速”。

唠科请留步

谁测过澎涨速度，谁看到过宇宙澎涨，只是推测而已，就给以肯定是不符合客观规律的。宇宙澎涨是依据观察到了天体有红移现象，科学上无法解释，只能推测宇宙处在澎涨运动状态，是否符合宇宙存在规律，就没人证实了。在观察方面，证实天体红移量是与距离成正比的，这就是说存在的天体距离越远，本身存在的红移量越大。推测宇宙在澎涨，澎涨速度只能是越来越快，到宇宙边缘处将无穷超光速，这是怎样的运动规律，不会是宇宙超能力吧！

宇宙大爆炸中心处力最大，这是普通常识，爆发力与距离成反比。宇宙大爆炸是澎涨的第一推动力，不支持澎涨运动越来越强，一个是增强，一个是在减弱，双方矛盾。既然认定宇宙澎涨是宇宙大爆炸得来的，符合天体红移现象，但不符合红移量与距离成正比的事实，得推测的宇宙澎涨在客观上不存在，天体红移再去寻求新的科学解释吧！有科学家的头脑，有集体智慧存在，还怕解释不了，个人的能力是有限的，解释不了红移现象。

兰天196926837

踏浪而来37326050

你好！

回答你这个问题的前题是，目前宇宙的膨胀速度并没有超过光速，只不过它还是在继续膨胀扩大而已。

我们不能总用我们看到最快的东西来衡量宇宙，光只不过是宇宙中很小的一部分，它是宇宙诞生后的一个产物，你用宇宙的产物来衡量宇宙那是不对的，不是一个正确的参考系。宇宙这么大，我们如今仅仅才能观测到宇宙的百分之几，而今我们说光速是最快的，只不过是以它为基础，发展一个让人可以认知的科学而已，说不上随着我们人类进一步的发展，会发现一种比光速还要快的科学为基准呢。

我们现知宇宙中够远的两点，膨胀和退行速度超过光速，这并不违反相对论，同时也意味着如果距离足够远的两点，光是无法从一点传到另一点的，因为在有限的时间内光走过的距离总是要小于膨胀增加的距离。

我们观测到宇宙有137亿年，就是根据现有退行速度17.2公里每秒百万距，326万光年算出来的，这样经过137亿年的宇宙已经膨胀到460亿光年了，因此我们看到的好多河外星系，现在退行的速度已经大于光速了，它们发出的光是到不了地球的，我们看到的光是它们在几十亿年前发出来的。

因此在我们的感觉中，好像是宇宙的膨胀速度超过了光速，其实那只不过是时间和空间欺骗了我们的视觉而已！

田园书香

这小事太简单了,反正说白了也难以被绝大多数人类所接受,更多的必是反对而已.事实却是:人类科学所理解的光速是在三维空间里的光速,所以会误以为不可超越这个数值.但四维~十维空间里的光速皆有完全不同的数值（具体公式也已求证）,这显然己严重超出常人的想象力与理解力了,故就不必多言更好.而我们宇宙膨胀速度全是遵循宇宙九维空间法则,决不是遵循三维空间法则,这就使常人无法想象了耶.所以宇宙膨胀的速度定是明显高于三维空间的光速了.

顺便告知你另一小知识,当然也是常人无法想象的小知识:

2018.1.20统计:
我们的宇宙----"如来宇宙"由于前阶段的大力夺取许多个外宇宙精华,从而导致"如来宇宙"直径己经爆涨到157896.71亿光年.最初"如来宇宙"创造成功后的直径仅有5000亿光年.

關鍵字: 速度 地方 科学