大爆炸理論目前最主流的宇宙模型，認為我們的宇宙誕生于大約138億年前的奇點大爆炸，隨后宇宙不斷膨脹，到現(xiàn)在可觀測宇宙的直徑至少已達920億光年。

宇宙才誕生138億年，可觀測宇宙的直徑怎么就能高達920億光年呢？豈不是違背了愛因斯坦的相對論？這是一個讓很多人感到困惑的問題。

實際上，要弄明白這個問題，關鍵在于弄明白宇宙膨脹的一個要點——宇宙膨脹并不是宇宙在空間中膨脹，而是空間本身在膨脹。

而相對論中所謂的光速是宇宙中最快速度，指的是物體在宇宙空間中的運動速度無法超越光速。

也就是說，相對論中的光速限制對宇宙空間本身的膨脹而言是無效的，宇宙空間的超光速膨脹并不違反相對論。尤其是在暴漲時期，宇宙的膨脹速度達到了不可思議的程度——宇宙空間幾乎一瞬間就在線性尺度上至少膨脹了10的26次方倍。

所以，盡管宇宙才誕生138億年，但空間本身的超光速膨脹使得可觀測宇宙的直徑高達920億光年。

若要問宇宙空間的膨脹為什么能超光速，最好的答案或許是——The universe itself can do whatever the hell it wants to do ！翻譯過來就是宇宙他媽想干嘛就干嘛！

普朗克衛(wèi)星的數(shù)據(jù)將宇宙年齡精確到了138.2億年，目前的可觀測宇宙也就是哈勃體積直徑為930億光年，也就是以地球為中心半徑465億光年的球形空間，迄今為止我們看到的一切天體都在這個范圍內(nèi)。

需要明確的是930億光年只是人類可觀測宇宙的大小，這個范圍之外還有龐大的未觀測宇宙，只不過礙于光速限制那里的光還沒有飛到地球上來。

現(xiàn)代宇宙學認為138.2億年前的那場大爆炸使得宇宙空間本身出現(xiàn)了超過光速的暴漲，甚至直到今天我們的宇宙仍然在加速膨脹之中，由于這種空間膨脹是不受相對論制約的，因此可觀測宇宙才能變得這么大。

狹義相對論中的質能方程只約束了靜止質量不為零的物體，宇宙空間本身的膨脹完全可以無視相對論制約，確切的說相對論只能約束空間內(nèi)的物質而不是空間本身。

在可以預見的未來，星系之間的距離會因為空間膨脹而越來越大，理論上如果宇宙一直膨脹下去的話就會出現(xiàn)大撕裂現(xiàn)象，也就是說空間膨脹的力量將撕碎每一個原子從而徹底的毀滅宇宙。

宇宙的年齡和大小并沒有什么必然的關系，就好像一個人的年齡和身高體重沒有必然關系一樣，現(xiàn)在15歲的孩子都能長到一米八了。

答：這是宇宙膨脹理論，利用哈勃定律計算出來的，不一樣的原因主要是因為宇宙在膨脹。

這里面有幾個誤區(qū)：

首先900多億光年，指的是我們目前可觀察宇宙的直徑，并不是宇宙的真實直徑。

假如宇宙是不膨脹的而是穩(wěn)定的，宇宙從誕生到現(xiàn)在都是一樣的直徑，那么宇宙年齡就應該和當前的可觀測宇宙直徑一樣，因為我們能觀測到最遠的距離，就是宇宙年齡對應的光傳播的距離。

但是目前的宇宙學模型告訴我們，宇宙是膨脹的，所以遙遠的光向地球傳播而來時，這個光子已經(jīng)走過的路在發(fā)生膨脹，所以我們能看到的最遠距離的光，比如138億年前的光，它在138億年前的位置，已經(jīng)發(fā)生了膨脹，所以這個距離要遠于138億光年，根據(jù)哈勃定律算出來就是900多億光年。

好啦！我的答案就到這里，喜歡我們答案的讀者朋友，還有點擊關注我們——艾伯史密斯！

根據(jù)普朗克衛(wèi)星對于宇宙微波背景輻射的最新研究來看，宇宙的年齡是13.799 ± 0.021 x 10^9年，也就是137.99± 0.21億年；至于可觀測宇宙的直徑是930億年。這里稍微解釋一下可觀測宇宙，意思是人類理論上可以看到的宇宙的大小，它其實只是宇宙的一部分。之所以看不到無限遠，在于我們是通過電磁波、引力波、中微子等來觀測的，它們有速度上限那就是光速，而光走過的距離等于光速*時間。宇宙年齡就那么大，因此，我們也只能看到一定的范圍。

按照狹義相對論的基本假設：光速不變原理。我們通過簡單的推導就可以知道：物質、信息、能量的運動速度是不可能超過光速的。

那問題就來了，為什么可觀測宇宙的半徑138億光年，直徑276億光年，而是直徑930億光年呢？

如果，我們要歸納總結一下這個問題，大概可以歸納成兩個因素：

1. 宇宙空間的膨脹
2. 引力波、中微子的觀測

宇宙空間的膨脹

我們都知道，目前對于宇宙起源的主流理論是大爆炸理論。

大爆炸之后，宇宙的空間迅速的膨脹起來，這種膨脹效應一直持續(xù)到如今，尤其是在距今45億年前，膨脹非但沒有減速，反倒開始加速膨脹了。

這里，我們要深刻理解的是“空間的膨脹”。什么是“空間的膨脹”呢？

它實際上并不指物質、信息、能量的運動速度，而純粹是空間在動。具體該如何理解呢？

我們可以來舉個簡單的例子，假設你有一個氣球，這個氣球上有一個個小點，我們可以把這些小點看成是宇宙中的星系，而氣球表面就是宇宙空間。這時候你逐漸去吹氣球，你就會發(fā)現(xiàn)，隨著氣球的膨脹，小點之間的距離也在增大，也就是說，宇宙空間在膨脹，這其實并不是星系在移動，同時星系之間的距離在變大。

為了方便理解，我們可以再現(xiàn)象一個場景，假設你站在一個地方，周圍以你為圓心建了一個個機場的直行梯，這個梯子的移動方向沿著直徑遠離你的，電梯上有一個個的人。這時候，我們可以把你現(xiàn)象成“銀河系”，把在電梯上的其他人想象成“其他星系”，這時候電梯啟動，你會發(fā)現(xiàn)，即使其他人不動，他們也在遠離你，這電梯的移動就類似于宇宙空間的膨脹。

知道了這些，我們就很容易下這么一個結論，那就是宇宙的膨脹是各個部位的空間都在變大，因此，所有的星系看到其他星系都在遠離自己。

所以，由于宇宙膨脹效應的存在，我們能看到的尺度其實是會拓寬的。為什么這么說呢？

要知道，我們觀測是利用電磁波的傳遞的，可能宇宙大爆炸初期離我們很近的星系發(fā)出的光，由于宇宙膨脹的問題，導致它要比原本到達的時間更晚一些到。

所以，我們可觀測范圍其實要帶上宇宙膨脹效應，通過理論模型一計算，就會發(fā)現(xiàn)我們能夠觀測到的理論值是直徑922億光年。

可能你要問了，不是說好的930億光年么？那8光年哪里去了？其實這都怪：光的穿透力不行。

引力波、中微子的觀測

上文我們也說到，所謂的觀測其實是利用電磁波（光）觀測。但問題來了，宇宙大爆炸初期，整個宇宙就是一鍋粒子湯，光子也混在其中，跌跌撞撞，一直沒辦法穿透出來。一直到了宇宙大爆炸之后38萬年，光子才從當中穿越出來，在宇宙中開始傳播。

也就是說，剛才說到的觀測范圍其實是從宇宙大爆炸之后38萬年開始的，一直到現(xiàn)在。但是如果加上那38萬年，其實我們理論上能夠觀測到的范圍就會更大一些。但是電磁波是指望不上了，還能靠啥呢？

也就是不會被這鍋粒子湯束縛住的東西，目前我們已知的有引力波和中微子，可能還會有暗物質。

所以，對于原初引力波和原初中微子的觀測，可以進一步擴大我們的觀測尺度，當然，引力波的傳播速度是光速，而中微子則是低于光速的，它們也同樣需要考慮宇宙空間的膨脹效應，計算下來，這38萬年足夠引力波傳遞4億光年的，換算到直徑上，也就是8億光年，加上之前的922億光年，我們就可以得到可觀測宇宙是930億光年了。

最后，我們來總結一下，可觀測宇宙的直徑是930億光年，這主要是因為宇宙空間膨脹效應的存在，使得通過電磁波我們理論上可觀測到的范圍可以達到922光年，但是電磁波是從宇宙大爆炸之后38萬年才開始傳播的，而我們通過引力波還能夠看得更遠，能夠額外多提供8光年的尺度，所以加起來是930億光年。

關于這個問題，有些人可能會這樣反問：“為什么小明只有15歲，但身高卻有1.8米？”會這樣問的人，其實是完全不清楚宇宙演化是怎么回事。

相對論告訴我們，任何物體的運動速度都不能比光速更快，這意味著年齡為138億年的宇宙，當年從奇點開始膨脹至今的半徑不應該超過138億光年。然而，事實上，宇宙的范圍遠遠比這個更大，僅可觀測部分的半徑就有465億光年，而不可觀測部分可能高達十幾萬億光年。那么，這究竟是怎么回事呢？

為解答這個問題，需要知道宇宙是如何變得越來越大。宇宙變大源于空間本身的不斷膨脹，而不是宇宙在一個無限空間中不斷變大。空間不斷無中生有，這就會使得宇宙越變越大。相對論限制物體在空間中的運動速度不能快于光速，但不限制空間本身擴張的速度超過光速。

想象一下，假如隨著空間膨脹，每隔一秒距離增加一倍。那么，原先1米的距離在空間膨脹后變?yōu)?米，膨脹速度為1米/秒；原先10米的距離在空間膨脹后變?yōu)?0米，膨脹速度為10米/秒；原先100萬千米的距離在空間膨脹后變?yōu)?00萬千米，膨脹速度為100萬千米/秒，這已經(jīng)遠超過光速。正是由于空間的持續(xù)膨脹，宇宙才在138億年里膨脹到如今巨大的規(guī)模。

問題的關鍵在于，忽略了宇宙的整體膨脹。

先來說說宇宙年齡的測定：

對于宇宙年齡的精確測定，首先還要感謝來自于美國的兩位科學家，威爾遜與彭齊亞斯，1964年，他們倆在改造地面天線系統(tǒng)時，意外的發(fā)現(xiàn)了宇宙微波背景輻射，后來俗稱3K輻射，簡稱CMBR。

什么是宇宙微波背景輻射，可以看做為嬰兒宇宙時期的第一縷光線，當時的宇宙溫度稍稍降低，空間稍稍變大，光線得以傳播，亦可以稱之為宇宙大爆炸的余暉。

所以，只要精確的描繪出宇宙的背景輻射，那么便可以精確的測定年齡，經(jīng)過了幾代望遠鏡的努力，終于將宇宙年齡更精確的測定為138.2億歲。

再來說說為什么可觀測宇宙直徑為930億光年：

對于觀測范圍的測算，需要人類接收到來自于更遙遠宇宙深處的光線，通過對光的紅移值，以及哈勃發(fā)現(xiàn)的星系紅移，以及之后得出的哈勃常數(shù)、哈勃定律、退行速率，便可以得知人類接收到的最遙遠的光線的光源，現(xiàn)在它究竟距離我們多遠，也就是共動距離。

可觀測宇宙的半徑465億光年就是得出來的共動距離，何謂共動距離，簡單點說，隨著宇宙的快速膨脹，它們之間的距離會迅速變大，并且，按照哈勃常數(shù)來看，在距離地球很遠的地方，那里的星系隨空間膨脹遠離地球的速度超過了光速（并不違背相對論。）

所以，宇宙的直徑才變得如此之巨大。

宇宙年齡只有138億年，但是直徑有920億光年，說明宇宙的平均膨脹速度是6.7光年/年，也就是光速的6.67倍。

很多人對此都感到奇怪，宇宙平均膨脹速度竟然這么大，豈不是完全超光速了嗎？確實，宇宙膨脹的時候，是超越光速的。愛因斯坦的相對論認為宇宙內(nèi)的物質，速度最高是光速。但是，這里注意的是，相對論只針對宇宙內(nèi)物質進行光速限制，而不能夠針對宇宙本身。宇宙是一個四維時空的集合，并不屬于物質的范疇，故而它膨脹速度完全可以超越光速。要知道，科幻小說中的曲速引擎，就是利用壓縮和碰撞時空實現(xiàn)的。

宇宙在奇點爆炸后不就，經(jīng)歷過一次暴脹階段，在無窮小的時間段內(nèi)直接導致了宇宙體積的巨大擴大，這個過程遠超光速。之后，宇宙膨脹加速度雖有所降低，但根據(jù)哈勃常數(shù)顯示，宇宙仍在加速膨脹，甚至邊緣地區(qū)的速度仍然是高于光速的。

首先感謝邀請。我們的宇宙誕生于138億年前，如果沒有當初那場驚天動地的大爆炸，今天的世界就不會出現(xiàn)。無論是時間和空間都不會誕生。宇宙非常的龐大，據(jù)悉，目前可觀測宇宙的直徑為920億光年，以光的速度需要走920億年的時間才能飛出宇宙。

即便是光走了920億年，它依然無法飛出宇宙。原因在于宇宙在加速的膨脹，光在行走的同時，宇宙也在膨脹，并且宇宙膨脹的速度要比光還快。通過哈勃太空望遠鏡，我們觀測到了最遙遠的類星體約為131億光年，通過對星系和早期宇宙的模擬運算，我們得出宇宙大爆炸發(fā)生于138億年前，而宇宙的年齡為138億年。

我們知道宇宙在加速的膨脹，這種膨脹的速度非常的快。宇宙發(fā)生大爆炸之后，勢必會朝著外圍擴張，這種擴張速度非常的快。通過宇宙微波輻射的原理，科學家認為宇宙的半徑約為460億年前，而星系所在的范圍只占據(jù)了宇宙的2分之一不到，也就是400億光年。這是所有星系加起來的直徑。

通過計算，你會發(fā)現(xiàn)宇宙的年齡和它的直徑不成比例，在歷史的某一時刻，宇宙的膨脹超過了光速，而根據(jù)愛因斯坦的光速不變定律，就代表了。物質是沒有辦法超過光速的，而超過光速的并非是物質，而是空間。這并不違反物理定律。

那么我們就會知道，在宇宙膨脹的邊緣區(qū)域，那里什么都沒有，是一片虛無的空間，不存在著任何一切東西，但是卻擁有空間。在這里不存在物質。即便我們今天所觀測到的最遙遠的星系，它也只是在可觀測宇宙的內(nèi)部而已，而宇宙真正的邊際是一片什么都沒有的空間。這就是為何宇宙的直徑為920億光年，而年齡卻為138億年的原因！

我是宇宙V空間，一個科普天文愛好者！本文由宇宙V空間原創(chuàng)，轉載請注明出處！如果你對這篇文章有疑問，請在下方評論和留言！

先給結論，這都是愛因斯坦相對論中，真空中光速不變，且不可超越惹得禍！明明是1:1的關系，才對應得上，現(xiàn)在搞了個明顯的超光速出來，怎么還能口口聲聲說相對論是物理學中的基石呢！

同學們手上的磚頭先放下，愛因斯坦是對的，光速穩(wěn)得很；宇宙這么大，也是對的，測量證據(jù)充分。矛盾之處，我來給愛因斯坦補一補。

讀書不仔細，得害死人

宇宙的年齡只有138億年，而可觀測宇宙直徑卻達到了驚人的920億光年，那豈不是說明一個事實，我們的宇宙，一直以來都在以超光速膨脹，但那豈不是違反了認為沒有事物可以超光速移動的愛因斯坦狹義相對論了嗎？

嗯，這位同學心思細密，值得稱贊！可是，還是這位同學，說的就是你，讀書不求甚解，而且明顯讀得不仔細，該打屁股！而且得是屁股以上10cm的打法！

愛因斯坦的狹義相對論認為，沒有事物可以在空間內(nèi)以超光速移動。這里有兩個關鍵點大家不要混淆，一、能傳遞信息的客觀事物，二、在空間內(nèi)；事物不能在空間內(nèi)超光速，可這并不能阻止空間本身隨心所欲的膨脹。

大家仍舊懵圈的，把我的黑體字部分，再重讀一遍。

宇宙啊，正在任性的超光速呢

我們的宇宙的膨脹如此之快，以至于“有時候”有些部分正以超越光速的速度相互遠離。而這個“有時候”，理所當然的包含現(xiàn)在！

很多同學對于宇宙大爆炸模型中的描述，在宇宙剛剛誕生之時，處于大暴漲階段時期，整個宇宙都在以超光速膨脹這一事實，都感到難以置信。但其實更讓人難以接受的事實還顯示著，宇宙一直以超光速膨脹。

有些同學問，證據(jù)呢？貓先生你就吹吧！

別急，這事在二十世紀九十年代末期，就由哈勃同志辦妥了，而且光實錘就來了兩回，一次是星系的紅移被發(fā)現(xiàn)，另一次是發(fā)現(xiàn)了宇宙微波背景。哈勃通過對夜空的觀測，發(fā)現(xiàn)物體離我們越遠，它離我們遠去的速度越快，為此，還總結出來一個天文學上的重磅常數(shù)——哈勃常數(shù)。

按照哈勃的理論和實踐結果，我們不難想象，會有一個距離我們足夠遠的點，它遠離的速度就可以達到光速，而比這個點更遙遠的距離，那么空間就將進入超光速的范疇。

哈勃球和可觀測宇宙

我們剛假設過有一個點，它遠離我們的距離恰好可以使它達到光速，這個距離在任何方向都應該是一樣的，在任何距離上也都是一樣的。那么這些點就會圍成一個被稱作“哈勃球”的區(qū)域。一切處于哈勃球之外的物體，都在以超光速離我們遠去。根據(jù)常識判斷，我們應該永遠無法看到這些物體發(fā)出的光，因為他們遠離的速度超過光速。

可是違背大家常識的時刻又到了！事實并非如此。

我們能夠看到這些物體。

哈勃球以外的星系，正在以超光速遠離，在我們看來正處于一個光永遠無法到達的區(qū)域，任何朝我們方向發(fā)出的光，實際上都在離我們而去。

但隨著空間在加速膨脹，我們的哈勃球也在變得越來越大，如果哈勃球膨脹的速度超過光速離我們而去的速度，那么終有一天，光將會從無法達到我們的區(qū)域，進入可以達到我們的區(qū)域。

因而我們可以檢測到光，我們可以看到那個遙遠的星系，那個現(xiàn)在處于哈勃球以外更遠地方的星系。

所以可觀測宇宙，實際上比哈勃球要大，它實際上限制于一個叫做“粒子世界”的邊緣。這個邊緣基于自時間伊始直到現(xiàn)在，也就是138億年前直到現(xiàn)在，剛好就是宇宙的年齡本身。

因為宇宙一直在膨脹，而膨脹又一直在加速，事物離我們比138億光年還要遠得多。

可觀測宇宙的半徑在460億光年以上。直徑約有930億光年。

結語

同學們的疑惑不知道獲得了答案沒有？

我的好奇不在于超光速這回事，我只好奇，宇宙空間膨脹，為什么直往外而不向內(nèi)擠壓？其實我們往微觀粒子世界前進，幾乎也是一個沒有窮盡的旅途。

其大無外，其小無內(nèi)，或者才是宇宙的真相吧。

你說呢？

我是貓先生，只寫讓你愉快閱讀的科普，感謝關注。

這問題對于很多人最大的困惑，無非是138億年，930億光年，以及光速三者之間似乎存在無法理解的矛盾。

我們很多人都疑惑：宇宙的半徑=宇宙年齡×光速，得出的直徑272億光年，這樣求出的直徑不對嗎？

為什么宇宙直徑不是272億光年，而是920億光年？

這樣的矛盾，其實是我們對宇宙的膨脹根本沒有實質性的理解。

下面，請身臨其境地想象我給你的草地，你會理解宇宙怎么個膨脹法了。

272億光年的宇宙怎么膨脹的？

272億光年的直徑，實際上只是一種宇宙邊緣不斷擴張的結果。

這如何理解？

這相當于你站在一個足球場的中心，你按特定的速度走向邊緣。

把你離開中心開始走動的那一刻類比宇宙大爆炸，大爆炸的中心就是你足球場的中心。

從你到足球場邊緣的過程中（宇宙膨脹），整個足球場的草地始終不動（比如一棵小草和另一個棵小草的距離始終保持不變），走到某一處邊緣（宇宙的邊緣），假如你測得你距離你離開的足球場中心距離為d=13.7米。

這樣類比得出的宇宙，就是宇宙空間本身并不膨脹，只是它的邊緣在擴張。

920億光年的宇宙如何膨脹？

還是同樣的足球場，你還是以同樣的速度走向原來的邊緣，如果足球場的草地仍然是靜止的，那么當你走到上次的那個邊緣，你距離足球場的中心仍然是同樣的距離d=13.7米。

但是假設你第二次去走這個足球場的時候，球場中心有一個能用腳踩的按鈕，這個按鈕被你一開始踩在了腳下，只要你開始走動，按鈕就會彈起（宇宙大爆炸）。

這個按鈕能使整個草地擴張（宇宙膨脹），而不只是邊緣擴張（原來的兩棵小草間的距離變大了）。

假設這個草地的“動”，還是趕不上你的腳步，你最終走到了你第一次的那個邊緣（宇宙的邊緣），那里也多出了一個腳踩的按鈕，你踩住了它，草地停止了“動”。

這時候，你測量一下你離足球場的中心，距離可就不只是d=13.7米了，很可能是另一個d=46.0米。

這個就可以類比整個宇宙都在膨脹。

結語

這樣一個很貼近現(xiàn)實的例子，我覺得能解答你的疑惑了。

實際上，我說的那種草地的“動”，類比宇宙的動，就是宇宙空間本身的膨脹，這個膨脹在整個宇宙都在發(fā)生。

包括你的身體，你的左耳朵和你的右耳朵距離在變大，你左邊的眼睛和右邊的眼睛距離也在變大……只是這種效應在宇宙的小尺度上太微小了。

為什么我們會觀察到星系在遠離我們？事實上，星系并沒有動，是空間膨脹，拉開了我們之間的距離而已。

這種宇宙的“動”，在天文學上有專門的一個一個名詞描述，即共動，它對應的距離，就叫共動距離。

上面箭頭的紅方框地方，就是我們現(xiàn)在的宇宙。