『宇宙』12万亿光年！宇宙的尽头有多远？ |光速|星系|爱因

_本文原题：12万亿光年！宇宙的尽头有多远？
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在地球上，每时每刻都有来自宇宙的光抵达地球。通过天文望远镜接收到来自宇宙的光，就能看到宇宙中的天体。不过，我们并不能看到无限远的宇宙，我们所能看到的宇宙只是整个宇宙的一小部分，这是为什么呢？
关于这个问题，首先就要说到光速问题。人类对于光速的研究已经有很长的历史，光速到底有多快长久以来一直困扰着人类。

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另一方面，哈勃当年通过星系退行的规律发现宇宙空间正在膨胀。如果把时间倒退回去，宇宙会比现在更小。如果倒退到时间的尽头，宇宙将会缩小成没有空间的奇点，这被认为是宇宙的起源。

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根据标准宇宙模型以及精度最高的宇宙微波背景辐射数据，宇宙的起源时间估计为距今138亿年前。我们的宇宙并没有存在无限漫长的时间，宇宙形成于138亿年前的无穷小奇点。
基于上述两个事实，我们只能看到有限大小的宇宙。那么，我们所能看到的宇宙有多大呢？
在过去的138亿年里，光最远传播了138亿光年。但理论上，可观测宇宙的半径估计为465亿光年，远超138亿光年。也就是说，空间的膨胀速度超过了光速。但爱因斯坦又说，光速是不能超越的，这是否有矛盾？

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事实上，爱因斯坦所说的光速极限是指物体的运动速度或者信息的传播速度不能超光速。但空间结构本身既不是物体，也不是信息，更不是能量，其膨胀速度可以超过光速。
由于空间快速膨胀，这会让宇宙中相距足够远的星系以超光速互相退行。根据哈勃常数估算，这个临界距离约为140亿光年。

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对于140亿光年之内的星系，它们远离银河系的速度小于光速，它们发出的光最终能够抵达银河系，传播到地球上被我们观测到。但对于140亿光年之外的星系，它们远离银河系的速度大于光速。因此，那些遥远星系发出的光不会朝着我们运动，而是越来越远离我们，这意味着它们永远也无法被我们观测到。
既然如此，为什么可观测宇宙的半径又会达到465亿光年？

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宇宙诞生之后的最初阶段经历过远超光速的暴胀过程，这导致宇宙中只有一部分光源的光最终能够抵达地球。经过138亿年的时间之后，最初那些可见光源随着宇宙膨胀，最远退行到465亿光年之外，这就是可观测宇宙的边界。
既然有可观测宇宙，那就有不可观测宇宙，最初那些超光速膨胀的宇宙部分无法被我们观测到。宇宙不可见部分极为浩瀚，远超可观测宇宙，半径估计可达12万亿光年。
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