星空探索者

现在人们熟知的光速不变和光速不可被超越的思想大部分都来自于爱因斯坦的广义相对论，广义相对论认为我们的宇宙中信息传递的速度不能超过光速，任何有静止质量的物体也不能达到或者超过光速。

目前为止人类在宇宙内还没有看到违反广义相对论的例子，但是宇宙空间本身是不受相对论制约的，所以宇宙才能一直超光速膨胀，而且宇宙目前为止还在超光速膨胀，这也意味着我们永远无法看到宇宙的全貌。

科学家通过研究发现我们的宇宙中其实存在着巨量的暗物质和暗能量，而我们平时看到的物质只占宇宙物质总量的5%，科学家认为暗物质和暗能量才是我们宇宙加速膨胀的“罪魁祸首”

光速不可被超越仅仅是指宇宙空间之内，所以宇宙空间才能一直超光速膨胀，但是科学家们担心如果宇宙一直膨胀下去的话，密度会越来越低，最后宇宙中的所有原子都会被宇宙膨胀所撕裂，宇宙将会死亡。

宇宙探索未解之迷

原因很简单，归根结底就是宇宙在膨胀。

当然宇宙总体膨胀速度肯定是低于光速，要不然我们就无法看见遥远星系的发出来的光线了。

题主的说的宇宙年龄和半径数据有点老了，最新观测认为宇宙的年龄是138.2亿年，宇宙半径460亿光年。

当然宇宙还存在过超光速膨胀，不过那是在宇宙诞生之初极短的时间内发生的。这就是宇宙的暴涨理论。

该理论认为宇宙在奇点大爆炸后的10^-36 s~10^-32s这段时间内，呈指数爆炸增长，四种作用力也是在这段时间分开的。物质，时间，空间也是在这段时间内的拓展的。宇宙在这段时间一共经历了100次大规模加速膨胀。每一次加速都会导致宇宙体积膨胀一百万亿亿亿倍。光速还赶不上这样的膨胀速度的。

当然，宇宙不可能一直暴涨。在大爆炸10^-32秒之后，宇宙开始冷却下来，膨胀速度也下降了。这就是宇宙减速时期。之后宇宙又经历了加速膨胀时期。我们目前就处于宇宙的第三个成长时期，也就是加速膨胀时期。

当然，现在很多人质疑大爆炸理论，但又拿不出比它更有力的证据。宇宙大爆炸理论源于哈勃发现了引力红移现象，并推测出宇宙加速膨胀的结论。只要自然规律不变，那么逆着时间轴，我们自然可以推算出宇宙在缩小，直到一个奇点上。

科学家推算，人类现在看到460亿光年外的光，是在大爆炸很长一段时间后发出的。当然，大爆炸之初的光很多还没有抵达地球上。

科学认识论

光速是光相对于空间的运动速度，宇宙膨胀是空间本身的膨胀。光速是世界上最快的速度，物体在空间中的运动无法超过光速，但是宇宙本身和空间本身的膨胀不受光速限制。

光年这个词很受大众媒体的欢迎，这个词因为涉及时间和空间的概念，导致不少人认为“xx亿光年外的天体看见的就是发生在xx亿年前的事”，这个理解其实是有问题的。

上图：2MASS巡天图

实际上，当我们看到来自某个天体的光的时候，根据宇宙学模型的计算（具体数值可能会因为模型参数不同而所有差异，但总的来说我们的宇宙学模型是越来越好了）：

如果一束光在宇宙中跑了1.39亿年，那么发光的天体现在离我们1.39亿光年；

如果一束光在宇宙中跑了13.0亿年，那么发光的天体现在离我们13.7亿光年；

如果一束光在宇宙中跑了104亿年，那么发光的天体现在离我们173亿光年；

如果一束光在宇宙中跑了126亿年，那么发光的天体现在离我们261亿光年；

如果一束光在宇宙中跑了137亿年，那么发光的天体现在离我们404亿光年；

从上述计算结果可知，当发光天体离我们比较近时，比如几亿光年以内，宇宙膨胀的影响可以忽略，一束光跑了几亿年，对应的发光天体现在可能还在几亿光年远的地方。

上图：我们所在的本超星系团

当发光天体离我们比较远时，比如几十、上百亿光年，宇宙膨胀的影响就相当明显了。

假设有104亿年前发出的一束光，在这束光跑向地球的过程中，发光的天体以0.8倍光速的速度高速远离地球（因为在这束光跑向地球的漫长过程中，光源相对地球的远离速度是变化的，所以这里的0.8倍光速可以理解成是一种平均速度，下面也是同样道理），所以等这束光到达地球的时候，发光的天体已经跑到离地球173亿光年远的地方了。

上图：除了常见的用吹气球比喻宇宙膨胀之外，还有烤葡萄干面包这种看起来更好吃的比喻方式。

同样的，假设有137亿年前发出的一束光，在这束光跑向地球的过程中，发光的天体以0.999倍光速的速度高速远离地球，所以等这束光到达地球的时候，发光的天体已经跑到离地球404亿光年远的地方了。如果某个发光天体离得再远一点，比如现在离我们425亿光年，那么（平均看起来）它会以光速远离地球，它发出光没有足够的时间到达地球，导致它现在处于我们可观测的宇宙之外。

宇宙浩瀚无垠，个人水平有限，图片来自网络。如有疏漏，请多指教。

乔小海

在137亿年前，我们的宇宙还是一个奇点，里面充满了能量，温度是也是非常的高。就在一刻，它爆炸了。宇宙爆炸的速度是惊人的，已经超越了光速的好几倍。仅仅就在一秒钟的时里，宇宙就有了太阳系的大小。

宇宙接着膨胀，越来越大。由于宇宙的膨胀，宇宙自身的热量逐渐从一个很高的温度降了下来，使宇宙的生命有存在的可能。否则宇宙太热了，根本无法使生命生存。

现在宇宙还在超光速膨胀，并且这种膨胀还在加速。但根据爱因斯坦的相对论，有静止质量的物质是不可以得到光速的。但是唯一合理的解释是，宇宙的膨胀，是因为宇宙中有一些暗物质暗能量 ，这些暗物质不会反射辐射，是我们无法观测到的。是暗物质在加速宇宙的膨胀。

喜欢就关注我吧！

时间史

宇宙诞生137亿年然后膨胀了420亿光年这并没有什么问题，而且宇宙膨胀可能还远远不止这么多。因为宇宙的膨胀速度本身就是超越光速的。

那么就会有人有疑问了:光速不是宇宙中的最快速度吗，如果宇宙膨胀的速度超越光速的话，那么宇宙中光速最快是不是有问题呢？其实光速最快没有问题，问题的关键就在于这个膨胀速度是如何定义的。

137亿年前，宇宙从一场大爆炸中诞生，初始时期宇宙是一个质量无限大，密度无限大，而体积无限小的奇点，奇点发生了热膨胀导致爆炸，宇宙就由此诞生。但是奇怪的是，科学家们发现，宇宙的半径可能远远不止137亿光年，那么就有人会有疑问了:宇宙膨胀的速度超过光速了吗？是的，宇宙膨胀的速度超越了光速。

其实宇宙膨胀的速度跟物体运动的速度是两个不同的概念，想要搞清楚宇宙膨胀是什么，首先就得知道膨胀率。膨胀率是什么呢？膨胀率是一个与时间还有距离相关的量。

那么宇宙膨胀率究竟有多大呢？根据最新测得的数值，宇宙膨胀率是73.8公里/秒·百万秒差距，这是什么意思呢？意思就是说，当一个星系与地球的距离每增加100万秒差距（3.26百万光年）的时候，它离我们远去的速度每秒就增加73.8公里，简而言之，在每增加326万光年的距离上，星系远离地球的速度就增大73.8千米/秒。

有一点要明确的就是这里超越光速的宇宙膨胀速度并不是指宇宙中星体远离的速度，宇宙膨胀指的是宇宙空间的膨胀趋势。这就好比如把葡萄放进生面团里面，然后放到烤箱里面去烤，随着面团的膨胀，葡萄干会慢慢散开，但是在相同的时间里，一开始距离近的葡萄干的离开距离是要少于一开始就离得远的葡萄干之间的距离的，所以就表现为一开始离得远的葡萄干相互远离的速度也就更大了。但是这和光速是不同的概念，就好比如拿跑步的速度和吹气球的速度相比一样，两者根本就不是一个定义。

镜像宇宙

答：标题说法有误，我们的宇宙年龄是138.2亿年，但是宇宙膨胀了绝对不止400多亿光年（半径）。

科学上常说的宇宙半径460亿光年，指的是以地球为中心的可观测宇宙范围，不是整个宇宙的范围，而整个宇宙究竟有多大目前无法得知。

当前解释宇宙起源最好的理论，就是宇宙大爆炸理论，大爆炸模型认为，我们宇宙从138.2亿年前开始膨胀，期间经历了暴涨阶段—减速阶段—加速阶段。

目前宇宙处于加速膨胀阶段，膨胀速度是67km/s/Mpc，根据宇宙大爆炸理论计算，我们可观测宇宙的真实直径是920亿光年（半径460亿光年）。

宇宙膨胀速度表明，宇宙间相距146亿光年以上的两地，因为宇宙膨胀导致的退行速度将大于光速；也就说是，我们可观测宇宙内遥远的两地，目前膨胀速度已经超过光速了，一地现在发出的光线，将永远无法到达另外一地。

之所以我们还能看到可观测宇宙边缘发出的光，是因为这些光线早在138亿年前就发出的，按照当时的膨胀速度就没有超过光速，所以我们现在有幸能看到这些光线。

至于可观测宇宙之外的世界，因为光速和时间的限制，我们现在没有任何办法对其进行观测，大爆炸理论也无法计算整个宇宙的大小；或许整个宇宙的大小，比我们可观测宇宙还要大10^25倍，甚至更高。

好啦！我的答案就到这里，喜欢我们答案的读者朋友，记得点击关注我们——艾伯史密斯！

艾伯史密斯

这个问题，没有一个说清楚的，要么牵强附会，要么以讹传讹。这种怪现象，不排除：学术上崇洋媚外，依然阴魂不散！

一个中学生的数学物理知识，足以证伪“宇宙大爆炸理论”，亦可证实有多少伪科学推崇者。

一，宇宙空间无穷大：①V0=∞，其中，V0是宇宙最初体积。这个公理，本身足以证伪宇宙大爆炸！！！

既然宇宙空间，本来就是无穷大，足够任何一个天体，在其间作任意远的运动，都包含了，请问，要往哪里膨胀？

宇宙大爆炸的逻辑是：Vk=kV0，Vk是宇宙爆胀体积，k是爆胀率，且k=1,2,...∞。进而有：②Vk=k∞，甚至：③Vk=∞∞。即，无穷大可以变成k倍无穷大，也可无穷大倍无穷大。

结论：公式①可以是第一公理，是宇宙物理学必须遵守的铁律。公式②③是荒谬的，也是反人类思维。宇宙是一个“无限体系”，试图用气球面包橡皮筋等“有限体系”，类比宇宙空间，纯属诡辩。

二，引力红移是光子降频现象。

遥远的某个恒星，最初发出的电磁波是伽玛暴，设频率数量级：υ0=10^22Hz。

该伽玛暴，在远去深太空的历史长河中，光能不断衰减，频率不断下降，大致是这样的：伽玛暴→紫外线→可见光线→红外线→短波→中波→长波。其中，伽玛线→红外线，就是哈勃望远镜发现的“引力红移”现象。

三，计算M31与太阳到哈勃的降频模式。

（一）造父变星，作为量天尺，可以证伪宇宙大爆炸。造父变星（Cepheid）是一类高光度周期性脉动变星，也就是其亮度随时间呈周期性变化。因典型星仙王座δ而得名。由于根据造父变星周光关系可以确定星团、星系的距离，因此造父变星被誉为“量天尺”。造父变星在可见光波段，光变幅度0.1～2等。光变周期大多在1～50天范围。由于造父变星具有确定的周光关系，在测量星团、星系的距离时，只要观测到其中的造父变星，就可以利用周光关系确定它们的距离，哈勃正是得益于此。

仙女座最著名的是M31星系，象银河系一样庞大。距离我们大约200万光年，是肉眼可见的最远的天体。

请问，如果宇宙大爆炸，所有星系的造父变星，还能作为“天尺”吗？

且看M31降频模式：伽玛暴→红光线，

哈勃距离：r3=200万光年=5.7×10^22m，

对应波长 ：λ3=700nm =7×10^-7m，

对应频率 ：υ3=c/λ3 =4.7×10^14Hz。

频率比距离：υ3:r3≈10^-8 Hz/m。

（二）日光与日地距稳定，证伪宇宙大爆炸。

太阳降频模式：伽玛线→紫外线。

日地距：r4=1.5×10^11m，λ4=10^-10m。

紫外线频率：υ4=c/λ4=3.3×10^19Hz。

频率比距离：υ4:r4 =10^-8Hz/m。

M31星系与太阳，从它们降频与距离的比值来看，可以得出“降频定律”：光源辐射的电磁波到达哈勃望远镜的距离（r）与电磁波的降频幅度（υ0/υ）成正比，而与光源是否远离膨胀无关。即 ：r=kυ0/υ。

k是实测数据统计的比例常数。作为不精确的估算，以日光为例，

降频常数：k=rυ/υ0=1.5×10^11×3.3×10 ^19/10^22=4.95×10^8m。

进而计算微波背景，其波长7.35cm，

背景频率υ=c/0.0735=4.1×10^9Hz。

光源-哈勃之距 r= kυ0/υ=1.21×10^21m，1ly=9.46×10^15m，则r=1.28×10^6光年，

即微波背景形成时间为128万年。

若要138亿年，可以反推，背景应是超长电磁波。138×10^8×9.46×10^15=8×10^22/υ，

υ=6.1×10^-3Hz，λ=3×10^8/(6.1×10^-3) =5×10^7km, 波长5000万千米，怕是引力波。

从虚构大爆炸理论，再虚构一个138亿光年的爆胀奇点，460亿光年的半径，这么说，宇宙有中心了？有边缘了？奇点在哪呢？

结论：引力红移，只是电磁波深入太空的能量衰变的降频现象。降频定律，可能作为探测天体距离的一个途径。

物理新视野

光速是世界上最快的速度，那为什么宇宙137亿年膨胀了至少460亿光年？

其实可观测宇宙就达到了930亿光年左右，但即使宇宙在这138.2亿年里以光速膨胀，最多也就只膨胀了138.2亿光年的半径，那么这930光年的直径又是怎么来的呢？

很明显这宇宙膨胀肯定超过了光速！这一点是毋庸置疑的，而且空间的膨胀并不受光速限制，从暴涨开始的10^-32S之内，宇宙即从一个原子大小膨胀到了光年级别，当然此时暴涨即宣告结束，但膨胀却并为结束！下图为宇宙膨胀与实践的比例

尽管我们宇宙膨胀的速度在减慢，但整体上空间也在增加，而膨胀却在宇宙的任意点发生，也就是每一个普朗克长度构建的空间，那么累计起来的速度将十分惊人，根据普朗克卫星测定哈勃常数：68.7KM/S/MPC测算，宇宙约在144.1亿光年外膨胀超过光速！而这会随着距离的增加越来越快！

未来宇宙的几种结局，从图片的形状我们也能猜到未来的走向，按我们观测到的物质比例来看，也许宇宙走向无限膨胀可能是最为现实的结局！除非在遥远的未来出现一个空间弹性收缩！或者现在的膨胀完全是因为暴涨时代所带来的余威！最终在这个抛物线的顶点过后将渐渐走向收缩！不过至少在现在看来，似乎没有任何迹象表明宇宙会在未来回归坍缩！

距离(x轴)与膨胀率(y轴)的示意图，和过去的暴涨时代是一致的，但现在仍在扩张。请注意：这些点无法构成一条直线，这表明膨胀率是随时间变化而变化的。

星辰大海路上的种花家

宇宙的年龄其实一直都没测准，因为哈勃常数也一直测不准，目前用三种方法测到的哈勃常数并不相同。按照目前最新确定的宇宙年龄大约是138亿年。

而宇宙诞生（也就是膨胀开始）到现在的138亿年里，宇宙已经不知道膨胀到多少光年了，我查过，也问过，查不出来_(:D)∠)_…而现在所说的宇宙半径至少465亿光年（不是420亿光年）也有数据说是460亿光年，反正这个数字也是跟哈勃常数一样测不准，偶尔变一变_(:D)∠)_

这个465亿光年并不是宇宙的实际半径大小，而是可观测宇宙的理论半径大小。。这也是根据哈勃常数来的。这个可观测宇宙的理论半径是这样理解的：随着宇宙膨胀，我们能看到的138亿年前发光的星系所在位置随着空间膨胀，现在离我们465亿光年了。

那么问题来了，光速极限与宇宙膨胀矛盾吗？答案当然是不矛盾了。•ᴗ•光速极限简单可以理解为任何物质粒子在时空局域内的运动速度不能超过光速，也就是从A点运动到B点的过程不能超光速。但是宇宙膨胀是A点与B点之间的空间膨胀了，也就是说两点间的空间增大了，空间膨胀本身不受相对论效应约束，因为它本身不产生相对论效应。也就是说空间膨胀所产生的“速度”并不会产生时间膨胀、尺度收缩和质量膨胀这些相对论效应。

宇宙膨胀目前是个未解之谜，我们目前还不知道它为什么会膨胀，有待以后科学理论发展对其给出合理解释。

星宇飘零2099

物质不能超光速是因为按照狭义相对论，速度约接近光速，质量会无限大，但这不代表空间本身不能超越光速，空间本身不具有质量，也无法作为参照物，即使空间超光速运动，空间内的物质也不会有什么变化，曲率引擎就是利用这个“漏洞”，进行伪超光速运行，为什么叫“伪超光速”呢？因为携带引擎的飞船相对自己周围的空间是低于光速的，但是曲率引擎发出的引力波却可以使空间可以产生涟漪，形成“波浪”，波浪传递的速度超越光速，飞船就在“波浪”里，虽然飞船相对“波浪”空间没有超越光速，但是“波浪”空间本身带着飞船进行超光速运行，这里的超光速是相对于极远处的恒星，这样就在没有打破物理限制的情况下超越光速。空间膨胀也可以作为相似的理解，空间膨胀是可以超越光速的，但空间的膨胀会使物质之间的距离增大，形成红移，也就是降低光的能量，为什么只能看到137亿光年的光?或许是因为137亿光年以外的宇宙膨胀速度太快，以至于光波经受不了这样速度都拉扯，在还光还没到达地球之前就波长已经被拉扯到大于可见光的波长，已经无法看见，但是以微波形式存在，为什么宇宙有420亿光年，因为可见光只是电磁波中很小的一段存在，光的波长被拉长到可见光以上时，便成了微波，所以我们的望远镜除了光学望远镜还有很多其他望远镜，这些望远镜就是为了观测不可见光，这样，以420亿光年伪分界点，420亿光年以内的空间膨胀速度不足以使光经过420亿光年的距离完全失去能量，而420亿光年以外的光，在到达地球以前就已经失去了光的能量。420亿光年处的光到达地球不一定需要420亿年，光速是绝对的，就是光速在超光速的空间里运行，速度无论是相对什么东西都是光速，光速不受空间运动的影响。

關鍵字: 宇宙 光速 宇宙空间