心我在人就在
在这个膨胀的宇宙中，星系离我们越远，它似乎越快地离我们远去。随着时间的流逝，这些星系中的每一个都会逐渐远离，并且以越来越快的速度飞离。简单地说，宇宙不仅仅是在膨胀，而是随着时间而加速。在过去的二十年里，一种新能量形式——暗能量——不仅正在推动这种加速膨胀，而且是我们宇宙中占主导地位的能量形式。
- 图注：哈勃极致深场（XDF）可能观测到的天空仅占总数的1 / 32,000,000，但是却能够发现其中多达5500个星系：估计其中实际包含的星系总数的10％ 铅笔束式切片。 剩下的90％的星系太暗，太红或太暗而无法被哈勃发现。 随着时间的流逝，随着更多宇宙的发现，该区域内的星系总数将从约55,000个增加到约130,000个。
尽管如此，今天，在炎热的大爆炸发生了138亿年之后，今天我们可以观察到的星系比我们宇宙历史上的任何先前时刻都要多。更令人困惑的是：随着时间的流逝，潜在可观测星系的数量将增加，而随着宇宙钟的不断滴答声，其数量将增加一倍以上。即使它们越来越快地消失，也不会有一个星系完全消失在我们的视野之外。
- 图注：回顾哈勃超深场的宇宙时光，ALMA望远镜追踪了一氧化碳气体的存在。 这使天文学家能够创建宇宙恒星形成潜力的3D图像。 富含气体的星系以橙色显示。 基于此图像，您可以清楚地看到ALMA如何发现哈勃无法发现的星系中的特征，以及ALMA如何看到哈勃完全看不见的星系。 所有这些星系，以及更多星系，对我们来说都是永远可见的，而且远在未来。
自从炙热的大爆炸的第一刻起，宇宙就参与了一场巨大的宇宙竞赛。 一方面，宇宙具有初始膨胀率：随着时间的推移，快速驱动空间中任意两个分离的点。 另一方面是令人难以置信的引力，它吸引各种形式的物质和能量相互靠近，并与初始膨胀竞争。可以根据此设置想象三种可能的结果。
最初的膨胀对于我们拥有的物质和能量来说太大了，并且宇宙一直在不断膨胀。
最初的膨胀速度需要太多的物质和能量，宇宙会膨胀到最大尺寸，然后收缩，最终崩溃。
或宇宙恰好存在于这两种情况之间的边界上，在那两种情况下，膨胀率渐近为零，但从未完全消失。
几代人以来，我们一直试图衡量这些可能性中的哪一个符合我们的宇宙。当观察结果最终出来时，我们都震惊了。
- 图注：宇宙的预期命运（前三个插图）都对应于一个宇宙，在该宇宙中，物质和能量共同对抗初始膨胀率。在我们观察到的宇宙中，宇宙加速是由某种至今尚未解释的暗能量引起的。 所有这些宇宙都由弗里德曼方程式控制，该方程式将宇宙的膨胀与其中存在的各种物质和能量联系起来。这里有一个明显的微调问题，但可能是潜在的物理原因。
然而，与这三种情况不同的是，宇宙做了一些不同的事情。在最初的几十亿年里，膨胀率与物质和能量密度几乎完美地平衡了，膨胀率一降再降，密度也随之下降，朝着膨胀率渐趋零的状态发展。
遥远的星系似乎离我们越来越慢退去，即使它们达到更高和更远的距离。随着膨胀率的下降，超远星系（它们的光已经向我们射流了数十亿年）开始追上我们，并最终向我们揭示了它们的存在。
然后，大约在60亿年前，这些超遥远的星系突然以更快的加速速率远离我们。 突然间，黑暗能量的存在被揭露了。
- 图注：物质（顶部），辐射（中部）和宇宙常数（底部）在不断扩展的宇宙中随时间变化。 随着宇宙的膨胀，物质密度变稀，但是随着辐射波长扩展到更长，能量更低的状态，辐射也变得更冷。 另一方面，暗能量的密度如果按照目前的想法运行，则将真正保持不变：作为空间本身固有的一种能量形式。
原因很简单。当宇宙膨胀时，它的体积增大，但其中的粒子数保持不变。随着时间的推移，物质密度与宇宙体积成比例下降：任何两点到第三次方的距离。辐射下降得更厉害（达到四次方），因为粒子的数量不仅会稀释，而且膨胀的宇宙也会延长辐射的波长。
但如果空间本身固有的能量不是零，那么即使宇宙膨胀，能量密度也不会下降。相反，暗能量密度保持不变，这意味着随着物质和辐射密度的大幅度下降，暗能量变得更加重要。到目前为止，大爆炸后138亿年，它已经成为宇宙中能量的主要形式。
- 图注：宇宙能量密度的各种成分和贡献者，以及它们何时起主导作用。 请注意，在大约最初的9000年中，辐射在物质中占主导地位，但相对于物质而言，辐射仍然是重要的组成部分，直到宇宙存在数亿年之久，从而抑制了结构的引力增长。 在后期，暗能量成为唯一重要的实体。 尽管从理论的角度来看，宇宙弦和畴壁很有趣，但是在这个宇宙中似乎并不存在。
这对宇宙的膨胀意味着什么？
很多重要的事情并不都是直观的，但是当你将膨胀宇宙的数学应用到我们所观察到的物理宇宙时，结果却是正确的。以下是一些亮点：
今天的宇宙，向四面八方延伸了461亿光年，这意味着大爆炸瞬间发出的光会到达我们这里，今天，在膨胀的宇宙中，它的原点现在距离我们461亿光年。
任何超过一定距离的物体都会以如此之快的速度离开我们，以至于即使我们今天乘坐一艘以光速行驶的假想船离开，我们也无法到达它。
当你计算宇宙是如何膨胀的时候，这个距离意味着无论我们做什么，包含在可观测宇宙中的所有星系中的94%已经是不可到达的。
- 图注：可见宇宙的大小（黄色），以及我们可以达到的数量（洋红色）。可见宇宙的极限是461亿光年，因为这就是今天刚刚到达我们的物体在离我们138亿年之后离我们远得多的极限。然而，在大约180亿光年之后，即使我们以光速向它飞去，我们也永远无法进入这个星系。
这确实让人觉得宇宙正在消失，不是吗？随着时间的推移，以星系团和星系群的形式结合在一起的单个星系——就像我们与仙女座星系、三角星系和其他大约60个较小的星系结合在一起一样——将保持在这些单独的星系团中，但随着宇宙的演化发展，这些独立的星系团都将以越来越快的速度彼此远离。再过1000亿年左右，我们将根本无法到达本地星系群之外的单个星系。
然而，今天我们所能看到的星系数量是有史以来最大的，而且这个数量只会随着时间的推移而不断增加。原因是违反直觉的，除非你在宇宙膨胀的背景下研究广义相对论已经有很长一段时间了。当光在宇宙中传播时，即使宇宙随着时间而膨胀，从越来越远的地方发出的光最终也会追上来。
- 图注：这个简化的动画显示了在膨胀的宇宙中，光如何发生红移以及未绑定对象之间的距离如何随时间变化。 请注意，这些物体的开始距离比光在它们之间传播所花费的时间更近，由于空间的扩大，光发生红移，并且两个星系的距离比交换的光子所走的光旅行路径远得多。 它们之间。
今天，经过138亿年的旅程后到达的光具有以下特性。
当那光在很久以前发出时，宇宙要小得多，发出那光的遥远物体离我们的距离甚至比138亿光年还要近得多。
随着宇宙在其历史上不断膨胀，光在不断膨胀的宇宙中传播，如果以光速传播138亿年，那么它总共传播了138亿光年。
今天，如果我们把一个假想的点放在发出光的坐标上，它现在就在461亿光年之外。
想象一下，我们问了这样一个问题：如果我们有一个任意大的，强大的，穿透尘埃的望远镜，我们现在能看到多少星系？第一次，我们可以通过观测和宇宙结构形成理论的结合来回答这个问题：2万亿星系包含在我们可观测的宇宙中。
- 图注：插图时对可观察宇宙的对数尺度概念。 请注意，自大爆炸以来发生的时间量有限，我们可以回溯的时间是：138亿年，或者（包括宇宙的膨胀）460亿光年。 从我们的角度出发，生活在我们宇宙中任何地方的任何人都会看到几乎完全相同的事物。
然而，随着时间的推移，我们可能看到的星系数量会发生什么变化呢？我们会看到更多的星系吗？更少的星系？还是同样数量的星系？
为了回答这个问题，我们需要了解光是如何穿越不断膨胀的宇宙的。即使宇宙膨胀加速，遥远的星系似乎随着时间的推移越来越快地从我们身边消失，宇宙视界总是在增大。自从大爆炸第一次发生以来，来自越来越远的距离的光已经到达宇宙中的任何一个给定点。今天，我们可以看到在宇宙中传播了138亿年（或更少）的光，这将我们带到461亿光年之外的宇宙视界。
但随着时间的推移，我们将能够看到需要更长时间才能看到的光：139亿、150亿，甚至1000亿年才能到达。随着时间的推移，我们今天看不见的星系总有一天会出现。
- 图注：在遥远的宇宙中，一个星系被创造出来并发光。我们暂时看不到该光，只是经过了特定的时间之后：根据它与宇宙的初始原始距离，该遥远星系在膨胀的宇宙环境中到达我们眼睛所花费的时间。
因为我们了解暗能量是如何驱动宇宙膨胀的——我们知道宇宙是由什么组成的，膨胀历史是如何随时间演变的——我们可以计算出宇宙将有多少可以被我们观察到。今天，它对应于我们613亿光年内的任何物体：比我们现在所能看到的要远33%。当宇宙的历史继续展开，我们允许时间无限远地进入未来，所有在那里的星系，现在在我们可见的视界之外，将最终向我们展示它们自己。
就体积而言，这相当于宇宙的135%，超过了我们现在所能观察到的。如果我们今天总共有2万亿个星系可见，那么在遥远的未来，如果我们足够善于从这些超远、超微弱的物体中收集光线，我们将有4.7万亿个星系需要研究：是我们今天的两倍多。
- 图注：今天，在大爆炸之后的138亿年，我们可以看到我们周围460亿光年半径内的任何物体，因为自大爆炸以来，光就已经从这个距离到达了我们。 但是，在不久的将来，我们将能够看到目前远达610亿光年的物体，这意味着我们将能够观察到的空间量增加了135％。
今天，目前，在我们可观测的宇宙中大约包含2万亿个星系。我们只能访问其中的6％，这意味着其他94％的内容将始终像过去一样显示；我们永远也不会看到它们，因为它们在大爆炸之后的138亿年就已经存在了，因为那种光芒永远不会到达我们身边。但是随着时间的流逝，即使我们仅会看到它们处于宇宙初期，也将发现更多的星系，这使可观测星系的总数达到约4.7万亿：是今天的两倍。
所有这些星系曾经都离我们很近，即使宇宙永远膨胀，它们的光最终也会到达我们的眼睛。我们有一天可以看到的内容有一定的限制，但是我们还没有达到。而且，什么也不会真正消失。光子将以较少的频率和更少的能量到达。如果我们知道我们要寻找的东西，那么那些遥遥无期的宇宙将不仅可以被观察到，而且我们将能够比以往看到更多的东西。
科技领航人
你好，很高兴回答这个问题，目前的科学观察和研究支持宇宙大爆炸理论，看出来您也倾向于这个理论，19世纪20年代，美国科学家哈勃研究波的运动时发现了红移定律，即宇宙天体的红移随着它们的距离增大而成正比地增加，简单地说，就是两个天体如果距离在变大，所能观测的波的波长就会变长，反之则会变短。通过红移定律发现，绝大多数星系在离我们远去，为认为宇宙膨胀的现代相对论宇宙学理论提供了基石。
通过进一步研究发现，宇宙的膨胀一般会形成两种结果，开宇宙和闭宇宙，开宇宙指宇宙一直膨胀下去，直至热寂消失。闭宇宙指膨胀速度会由于引力作用减慢，最终被引力拉回去重归原点。这两种结果的界限在于宇宙的“逃逸速度”，我们知道在地球发射卫星或者飞船，要超脱地球引力绕地飞行，需要达到第一宇宙速度，要超脱太阳系绕太阳飞行，要达到第二宇宙速度，想要摆脱太阳系，需要达到第三宇宙速度。同理，宇宙整体也存在逃逸速度，宇宙天体之间万有引力相互作用就好比地球的引力，如果膨胀速度大于了逃逸速度，就会形成开宇宙，反之为闭宇宙。
就以目前观测的宇宙空间，科学家估算出来的结果，目前是处于开宇宙，但是计算宇宙的“逃逸速度”，需要对宇宙质量精确的把控，目前未知区域太多，所以宇宙的真实状态仍然未知，相信随着科学发展，最终会找到答案。
回到你最初的问题，如果是开宇宙，星系的确会远离我们直至消失。但是如果是闭宇宙，他们会再回来的，当然，我们可能需要千秋万代兴许才有机会再见它们了。
信步天影
目前的研究认为，随着时间增加，可观宇宙在未来的一段时期内范围还会增大，直到一个最大上限。之后可观宇宙范围应该一直稳定，但可观测到的天体数量应该逐渐下降，直到离你最近的一颗天体随着宇宙膨胀到达粒界边缘。然后然后……就是全宇宙都是你的了！当然这都是根据现在的哈勃常数为前提所做的推断。
Eins田
我们现在所看到的物体，我们能看见是因为光的作用，我们才能看见所有的物体，科学家已经证实了宇宙在膨胀，而且是加速膨胀，膨胀的速度已经超过光速，按照这样的规律下去，毫无疑问，当我们现在所观测到的星系或者星云膨胀超过光速，离我们而去的时候，我们将无法观测到他们。虽然我们无法看见他们，但并不代表他们不存在。
大千世界探索发现
诸如人类的呼吸式膨胀都是合法应该的；但是，象气球那样的膨胀却是存在着一个合理的限度问题，充气过量的走向，则必然是一个结局——嘭！爆炸。
灵山奇石1
不会的，织女座向银河系靠近
对难
宇宙加速膨胀朝一个方向膨胀应该永远不会有变化，如果朝相反方向膨胀将会越来越远。
