Beyond918

光速是宇宙最快速度，为什么哈勃太空望远镜能观测到137亿光年以外的空间？

很简单的一个问题，无论是CCD还是人的眼睛，都可以看作是一个被动接受光子的设备，从遥远距离外的光源发射的光子到了接收设备里转成了电信号或者生物电信号，处理后才能被我们看到，如果137亿光年外，其实不用那么远，就伸手不见五指的黑夜里，就是前面有一个粪坑你也看不到......!!

这是人眼看到物体的原理，如果那棵树不发射和反射任何光线，而且外界也没有任何亮光，你要看到了那真是见鬼了！

137亿光年外的天体所发射的光线，在137亿年前就出发了.....当然现在还没有观测到137亿光年外的天体，最远的也是136亿光年左右，而且还是射电望远镜观测到的，可见光波段也就只观测到了134亿光年左右！

它们经过漫长的旅途，然后到了哈勃望远镜的主镜反射经过副镜在经过棱镜，修正镜....最后到达CCD上激发了一个电信号,当然这还不够,因为如此距离外的光子太少了,需要经过长时间的收集才能有足够的电信号成像.....需要提醒一下的是哈勃极深空场的累积曝光时间长达50天！！

这就是哈勃极深场，每个光斑都是一个星系，而这个区域的大小如下图

看上去没有任何东西的区域里，长时间曝光之后居然有如此海量的星系，可想而知，我们的宇宙中有多少未知的星系存在！

还有一个要提醒下的是，哈勃看到的是目标天体上百亿年前发出的光子，现在那个天体可能已经不在了，但即使要在的话，你得等上百亿年后才能看到现在发出的光！你的眼光很厉害是吧....但你也得等上百亿年............!!

星辰大海路上的种花家

首先，哈勃太空望远镜能观测到137亿光年以外的空间，并不是视觉比光速快。视觉本来就是光作用于视觉器官。

目前大众的常识是光速是宇宙最快的速度，并且光的速度是固定的，:c0=299792.458km/s (一般取300000km/s），并在物理计算时，将其作为固定常数。137亿光年外的空间，就是光走了137亿年到达哈勃望远镜可见区域。那么，哈勃望远镜其实观测到的是一些星系137亿年前的状态。所以，官方公布的哈勃望远镜的探索成果，也是说“哈勃望远镜观测到的目标中最远的是137亿光年的原始星系，这些星系的发出光芒来自大爆炸后刚刚形成的宇宙早期。”

官方认为哈勃望远镜证明了大质量黑洞在宇宙中普遍存在，而且观测到宇宙膨胀的精确数据，并推测宇宙的年龄为138亿年。此前宇宙膨胀一直只是个理论假设，现在也逐渐有天文数据进行证明。

其次，光速是不是固定不变的，还有争议。如果光速并不是固定不变的，则天文学家认为能观测到137亿光年以外的空间，也不一定准确。目前学界的观测推测都建立在爱因斯坦的光速极限理论上。

其实，科学界也有理论认为，光速并不是固定的，而是可变的，但是这个理论备受争议。爱因斯坦在1912年论文中总结“光速恒定原理仅在引力势能恒定的特定时空区域中成立”，但是在推导中发现不正确，1919年放弃了光速可变理论。后来有物理学家发明了模型，证明光速在温度不同、引力不同的地方，速度可能会变化。当然，他们还没能够接受测试，证明其理论的正确性。如果未来得到验证，可能爱因斯坦的引力理论就被推翻。那时，根据哈勃望远镜的天文数据推测的结论还会发生变化。

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镁客网

关于这个问题，确实有不少人存在着疑惑，其实这都是源于概念上的误解。首先，根据狭义相对论，真空中的光速是宇宙中最快的速度，这点没错。距离我们137亿光年的地方，光需要137亿年才能到达，这点也没错。概念弄错的地方在于哈勃太空望远镜怎样观测到遥远的星光。

哈勃不是通过发射出视线飞到远方，再飞回来，然后看到遥远的星系（或者其他天体）。而是星系发出的光穿过宇宙空间到达地球，哈勃接收到了这些光，所以才能看到遥远的星系。根本就没有视线这种东西，也没有视觉超过了多少倍的光速，这些都是错误的概念。无论是哈勃太空望远镜也好，还是人的眼睛也好，之所以能够看到物体，都是因为物体发出的光（或者反射的光）进入了望远镜或者眼睛之后进行成像的结果。

目前，哈勃观测到最遥远的星系位于131亿光年之外，这意味着这个星系在131亿年前就已经存在，它在当时发出的光穿过了浩瀚的宇宙空间，经过131亿年的漫长旅行之后终于抵达地球，然后被哈勃捕捉到。因此，哈勃看到的是这个星系在131亿年前的样子。

我们知道，宇宙诞生于138亿年前，这意味着我们最远只能看到距离地球138亿光年（光速乘以时间）之内的星系。因为随着宇宙的膨胀，位于138亿光年之外的星系远离我们而去的速度已超过了光速，它们现在发出的光不再会进入我们的视界。事实上，整个宇宙的直径达到了930亿光年，这意味着很大一部分的宇宙是我们永远也无法看到的。

火星一号

看题目以为题主问的是，宇宙年龄只有137亿年，为什么可以看到137亿光年外的天体，因为可观察宇宙半径465亿光年了。

但再看一下描述，原来题主问的是137亿光年外的光即使以光速都要137亿年才能到达，为什么哈勃一转过去就看到了😂

原因很简单，因为哈勃看到的光并不是，哈勃转过去的时候才开始跑过来，而是137亿年前就开始跑的，它已经跑了137亿年了，哈勃转过去的时候它刚好跑到哈勃面前。这个问题想不通是因为犯了一个与掩耳盗铃类似的错误，以为我不看世界就不动了，我看的时候它们才急急忙忙发光砸我的眼睛_(:D)∠)_

然而事实上无论你看不看，137亿光年外的光子在137亿年前就已经发货了，包邮哦，你看，你就看到，你不看，就看不到┐(´-｀)┌

随便说一下看到超过137亿光年问题，可观测宇宙半径465亿光年是表示我们理论上能看到的最远的发光天体目前离我们已经465亿光年了。而我们看到的这最远天体的光实际上是137亿年前发出的（实际上现在宇宙年龄大约138亿年了，不过不用在意这些细节=_=），这137亿年里它正慢慢远离我们，而它之后发的光现在我们还看不到，所以我们实际上看到的还是只有137亿光年。(◔◡◔)

星宇飘零2099

我们可以用其它的事例来解决这个问题，题主你会觉得一目了然，有时候遇到感到困惑的问题时，不妨换个角度思考一下。

平时生活中用到的水龙头，我们一打开就一定会出水，除非停水了，水源距离我们那么远，为什么也是一打开开关就会出水呢？

站在山涧的小瀑布底下，如果把上层的水流堵住，你站在瀑布底下，是不是需要过上那么极短的时间才会真正停水了？

道理都是差不多的，只需要理解什么是“源源不断”就行了，光线不是超距传输，它也是有速度的，哈勃能看到137亿光年外的地方不奇怪，这些光线在宇宙中传播了许多年已经来到了地球这里，我们只需要收集这些光即可。

就好像之前的比喻一样，只要源头不断，那么光线就会源源不断的传到地球上来，但是呢，由于宇宙膨胀的影响，光源肯定已不在原先的位置上了。

光线用量子理论来描述它，就是由光子组成，同时光也是一种波，所以光线是物质性的，而题主产生的这种疑问正是遗忘了它的物质性。

科学船坞

「车比人跑的快多了，为什么人还会被车撞到？」

上面这个问句，和题主问的「光速是宇宙最快速度，为什么哈勃太空望远镜能观测到137亿光年以外的空间？」是一样的道理，也都是令人感到奇怪的问题。

早在137亿年之前，那些天体就已然存在，并开始发光了。它们发出的光芒，沿着广袤的宇宙空间，行进了137年，终于到达了哈勃太空望远镜的镜筒内，被我们看到。

这就像车流一样，人被车撞到，不是因为人能追上车，而是车与人恰好相遇。我们看到物体，不是从我们这发出光线，而是物体本身会发出、反射光线，然后到达我们的眼睛。

题主说：

这不是不理解光速，而是不理解视觉，不理解相机成像的原理。相机拍照，实际上是一个守株待兔的过程。镜头摆在这里，等着物体的光线射入。只要光过来了，精密的光路就能将它捕获，并投射在屏幕上。

章彦博

根据题主提问和对问题的描述，分以下两方面回答一下这个问题。

两个误区：

1.光速是宇宙最快的速度？其实爱因斯坦的狭义相对论的一个前提对光速是这样理解的，那就是“能量和信息传递的速度不能超过光速”。现在确普遍认为，光速是宇宙间最快速度。其实像宇宙膨胀速度还有量子纠缠等都是超光速的。读者感兴趣，可以去自行了解一下。

2.我们的眼睛可以看到东西，并不是我们眼睛发出视线，到达物体，再由物体反射回来，被我们看见。其实质就是，物体发出的光或反射的光传到我们的眼睛，我们才看见东西。就是平常中站在我们三米远外的人都是他身上反射出的太阳光到达我们眼睛，才被看见，只是光速太大了，感觉不出来。

为什么能观测到137亿光年以外？

发生了一个事件，它的光需要传递137亿年才到达我们的地球，被哈太空望远镜接收到，哈勃望远镜呈得相是这个事件137亿年之前的样子。即使这个事件泯灭，我们也要137亿年之后才能接收到这个事件泯灭的相。

抬头仰望天空，我们看到的是宇宙过去的样子。

微言浅见，不喜勿喷，祝好。

科学黑洞

哈勃其实并不能看到137亿光年以外的空间，因为宇宙的年龄才137亿年，光最多飞出的距离也就是137亿光年。所以，对于137亿光年以外的星系，人们并没有看到。人们看到的都是这些星系很多亿年以前的样子，而非现在的样子。

那为什么还说哈勃发现宇宙测量距离上最遥远的古老星系呢（此星系远远大于137亿光年）？

注意，这里获得的星系数据并不是这个星系现在的样子，而是宇宙大爆炸不久后的样子，可能是大爆炸5亿年后，也可能是7亿年后，具体多少年要根据红移的程度计算。这个星系之所以距离地球超过了137亿光年的距离，是因为它发出我们今天看到的光后，就飞速地远离了地球。比如我们哈勃接收的是它在宇宙大爆炸7亿年后发出的光，那么这个古老星系发出这个波长的光之后，到地球上的哈勃接收到，已经随着宇宙膨胀了130亿年!在这130亿年间，因为宇宙膨胀，它和地球的距离已经远远大于了137亿光年!如下图所示：

当然了，如果我们想要看到这个星系现在的样子，那必须再等上八九百亿光年才行。所以说，哈勃看到的都是这些星系过去的样子，并不是现在的样子。而我们的视觉速度也不可能超过光速。

至于宇宙为什么直径大于137亿光年，那是因为宇宙经历的暴胀阶段，其膨胀速度已经超过了光速。所以才导致我们看到的一些星体，其和地球的实际距离已经超过了137亿光年。

科学探秘频道

我们的宇宙起源于138.2亿年前的宇宙大爆炸，大爆炸早期宇宙的膨胀速度是远远超过光速的，直到今天宇宙都还在超光速膨胀之中，超光速膨胀造成的直接后果就是宇宙的年龄和大小十分不匹配，现在仅仅是可观测宇宙直径就达到了930亿光年，而宇宙的年龄才138.2亿年，所以哈勃望远镜看得越远，距离宇宙大爆炸就越近。

哈勃望远镜对原理和我们人眼的原理没什么区别，本质上都是对可见光进行收集，但不论有没有哈勃望远镜，遥远天体发出的光线都会存在于宇宙之中，所以说光就在那里，哈勃望远镜不过是个发现者，而不是创造者。

哈勃望远镜的继任者詹姆斯.韦伯望远镜在2021年就会正式升空开始工作，韦伯望远镜的镜片直径达到了哈勃望远镜的3倍，其主要任务是帮人类看清宇宙早期的秘密。

我们看到的宇宙都是过去的宇宙，光速限制了我们的视线，现在哈勃看到的几百亿光年外的天体现在可能已经消失了，但天体发出的光却会一直在宇宙中传播。

光速是我们宇宙中最快的速度，但这意味着人类永远无法看到宇宙的全貌，不论人类制造多强大的望远镜都无法看到宇宙现在的样子，所以现在的天文学家们其实是“宇宙考古学家”

宇宙探索未解之迷

①光速是宇宙中最快的速度

②哈勃望远镜可以看到130多亿光年外的景象

这两者没毛病啊。因为那些被哈勃望远镜接受的光，是在130多亿年前发出的，换句话说，哈勃望远镜看到的是宇宙诞生初期的历史，而不是看到了现在此刻的130多亿光年远的景象。

这里仍需要讲一下“光年”这个概念。

光年是一个长度单位，一光年表示光以直线跑一年的距离。所以在题目的条件环境下，光子跑了137亿光年也就代表了这个光子年龄就是137亿年，所以说光子携带的信息，是宇宙诞生初期的信息（宇宙年龄是138亿年）。

当然了，因为宇宙一直在膨胀着，也就是说，从137亿年前至今这段时期，那个光子的起跑点也在不断的移动（空间膨胀），虽然目前看到的是137亿光年的距离，但实际上现在那个起跑点已经距离我们有465亿光年了（可视宇宙半径），但这些距离并不重要，我们只要知道接受的光子年龄是137亿年就行。

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關鍵字: 哈勃 宇宙 光速