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愛因斯坦狹義(yi) 相對論給光速畫了一個(ge) 紅線，就是宇宙中光速是最快的，是天花板，所有物質運動都不得突破這個(ge) 天花板。而在宇宙標準模型中，宇宙膨脹是超過光速的，這樣，許多網友就很疑惑，既然物質運動不得超過光速，為(wei) 啥宇宙膨脹就可以呢？

網上諸如此類的問題很多，見下麵截圖：

這類問題都差不多，就是弄不清宇宙膨脹超光速與(yu) 物體(ti) 運動光速之間的區別，而後一個(ge) 問題本身似乎已經給出了答案。簡單地說，光速藩籬要求的是，有靜質量的物體(ti) 不能超過光速，而宇宙膨脹是時空的膨脹，時空本身沒有質量，當然就不受光速限製了。

此類問題我過去已經回答過多次，看到網絡上還有許多朋友鬧不明白，就再簡要而係統地說一遍，如果朋友們(men) 能夠耐心看完，相信就會(hui) 完全明白了。如果還有疑問，請在下方評論區留言，我會(hui) 盡量解答。

但有一點需要說明，我的一切回答都是基於(yu) 現代科學界公認的科學常識，如宇宙學標準模型。所謂宇宙學標準模型，就是以愛因斯坦的廣義(yi) 相對論為(wei) 基礎，描述均勻各相同性宇宙運動規律的模型。

如果不屑於(yu) 承認科學常識（也就是科學界共識）的人，硬要杠精一下，就恕不奉陪了。

何謂宇宙膨脹？

所謂宇宙膨脹是指整個(ge) 宇宙的大尺度不斷脹大，是由美國著名天文學家埃德溫·哈勃率先發現並提供證據的。人們(men) 為(wei) 了紀念他，第一艘頂級空間望遠鏡就以他的名字命名，哈勃空間望遠鏡升空後，讓人類大大開闊了視野，對宇宙有了顛覆性的認識。

哈勃是在1929年根據長期觀測，得出宇宙膨脹結論的。這個(ge) 結論認為(wei) ，整個(ge) 宇宙都在不斷膨脹，而且是均勻的，所有的星係都在均勻地彼此分離，相互隔得越來越遠。從(cong) 地球觀測，各個(ge) 方向都是一樣的，這就叫各向同性；距離我們(men) 越遠的星係，退行速度就越快，退行速度與(yu) 距離成正比關(guan) 係。

由此，他得出了哈勃定律，簡單表述為(wei) ：V=HD。這裏的V表示星係退行速度；H代表哈勃常數，定義(yi) 為(wei) 在距離我們(men) 10Mpc位置，星係退行速度，單位s/km（秒/千米）；D表示星係與(yu) 我們(men) 的實際距離。Mpc是百萬(wan) 秒差距單位，1pc（秒差距）約為(wei) 3.26光年。

這個(ge) 觀測結果完全符合愛因斯坦廣義(yi) 相對論理論描述，解決(jue) 了愛因斯坦場論與(yu) 絕對時空觀的矛盾，從(cong) 而為(wei) 大爆炸宇宙模型增加了關(guan) 鍵性重要證據，說明宇宙從(cong) 奇點爆炸開始，膨脹一直沒有停止過。

如果形象的比喻，現在的宇宙就像一個(ge) 正在膨大的氣球，這個(ge) 氣球就是奇點膨脹而來，所有星係物質都是氣球膜上的星星點點花紋，隨著氣球的不斷脹大，這些星星點點的花紋都在相互遠離，在氣球表麵任何一點向四周看都是一樣的，因此宇宙沒有中心。

這個(ge) 氣球的膜就是宇宙空間（也可以說是時空），沒有質量，星星點點的花紋就鑲嵌在宇宙空間的星係，是有質量的。這些有質量的星係本身並沒有動，就像坐在火車上的人，火車在飛奔，車上的人並沒有飛奔。

也可以想象成烤麵包，麵包本身是時空，麵包在膨脹，鑲嵌在裏麵的葡萄幹也隨之距離相互拉開，但葡萄幹沒有動，隻是隨著麵包的膨脹相互隔得更開而已。

隨著宇宙空間的膨脹，原來擠在一起的星係就相互隔得越來越開，看起來就是相互遠離。而宇宙膨脹隻是時空的膨脹，不是有質量的物體(ti) 運動，因此不受光速藩籬約束。

宇宙膨脹速度是如何計算出來的

宇宙膨脹速度計算就是根據哈勃定律進行的。前麵說了，哈勃定律裏麵有幾個(ge) 代數，V代表總速度，H代表哈勃常數，D代表實際距離。根據這個(ge) 公式，首先要知道哈勃常數，才有可能代入數據進行計算。

為(wei) 了得到一個(ge) 準確的哈勃常數，幾十年來，許多天文學家想方設法進行了大量的測量工作，得到幾個(ge) 具有代表意義(yi) 的數據：

2006年，馬歇爾太空飛行中心利用錢卓X射線望遠鏡得到的結果是77km/s，誤差約15%；2009年，NASA（美國宇航局簡稱）根據la超新星測量得到的結果為(wei) 74.2±3.6km/s；2013年，歐空局根據普朗克衛星測量得出的結果為(wei) 67.8±0.77km/s；2019年，德國科學家利用引力透鏡效應得出的結果為(wei) 82.4km/s。

每種方法測得的數據並不完全一致，甚至有較大相差。不同的數據計算出的宇宙年齡和膨脹速率是不一樣的，今天我們(men) 將這些數據折中一下，得到一個(ge) 平均值為(wei) ：（67.8+77+74.2+82.4）/4=75.35km。

也就是說，在距離我們(men) 326萬(wan) 光年的位置，星係離開我們(men) 的速度約為(wei) 75.35km/s，根據這個(ge) 折中的哈勃常數來測算宇宙膨脹速度，按照各向同性，越遠越快，與(yu) 距離成正比例關(guan) 係的原則，就可以計算出任意距離星係相對我們(men) 的退行速度了。

如326萬(wan) 光年的地方為(wei) 75.35km/s；1億(yi) 光年的地方為(wei) 2311.35km/s。

我們(men) 可觀測宇宙半徑為(wei) 465億(yi) 光年，也就是說距離我們(men) 最遠的那個(ge) 星係，離開我們(men) 或者說退行速度就達到1074777.75km/s了。這個(ge) 速度約光速的3.58倍，這就是所謂宇宙膨脹速度大於(yu) 光速的由來。

既然宇宙膨脹速度大於(yu) 光速幾倍，為(wei) 啥我們(men) 感受不到呢？

這是因為(wei) 所謂宇宙膨脹大於(yu) 光速，是整個(ge) 宇宙膨脹的疊加速度，形象地說是整個(ge) 宇宙氣球的總膨脹速度，是我們(men) 與(yu) 可觀測宇宙最遠的星係相互離開的速度，不是近距相互之間星係分開的速度，這是宇宙大尺度整體(ti) 的一個(ge) 規律，不能用在附近天體(ti) 。

我曾經用插竹竿比喻過這種效應，如果插1000根竹竿，每根相差1公裏，我們(men) 將每根竹竿距離都同時拉開1米，距離我們(men) 最近的這根竹竿在1公裏距離離開我們(men) 1米，視覺上根本很難感受到；但在距離我們(men) 1000公裏的那根竹竿，就與(yu) 我們(men) 瞬間拉開了1000米了，但這種速度增加效應就非常明顯了。

到了3億(yi) 根竹竿的位置，所有的竹竿1秒鍾時間移動1米（均勻膨脹），在第3億(yi) 根竹竿的位置，與(yu) 觀測者（比如地球）的距離不就每秒鍾拉開了3億(yi) 米嗎，就達到光速了。

這說明宇宙膨脹隻是大尺度膨脹，在距離很近的地方，膨脹很慢，也不明顯。

近距離的天體(ti) 之間主要還是受到引力約束，如太陽係甚至銀河係，都是依靠引力凝聚在一起，受到宇宙膨脹的影響很難感測出來。即便距離我們(men) 254萬(wan) 光年的仙女座星係，由於(yu) 與(yu) 銀河係之間的巨大引力作用，還在不斷靠近，預測在30~40億(yi) 年後，這兩(liang) 個(ge) 星係就會(hui) 相撞融合在一起。

但總體(ti) 科學觀測證明，遙遠的星係都在離我們(men) 遠去，最明顯的證據就是紅移現象。這是光波的多普勒效應。凡以波的方式傳(chuan) 播的事物都有多普勒效應，如聲波，高速靠近我們(men) 的汽車或火車鳴笛，就比不動時高亢；而遠離時聲音就會(hui) 比不動時低沉。

光波的多普勒效應就是高速靠近的物體(ti) 光譜會(hui) 向藍端移動，簡稱藍移；高速遠離的物體(ti) 光譜會(hui) 向紅端移動，簡稱紅移。科學家們(men) 觀測遠方星係，都是紅移，紅移量與(yu) 距離成正比，所以，通過紅移量就可以判定星係離開我們(men) 的速度。

而根據哈勃定律，得到了星係離開我們(men) 的速度，就能夠推算出這個(ge) 星係與(yu) 我們(men) 的距離。科學家們(men) 觀測到的仙女座星係光譜發生藍移，因此證明其正在靠攏我們(men) 。

至此，我們(men) 應該明白了，宇宙膨脹超光速隻是整體(ti) 空間疊加起來的超光速，而每個(ge) 局部膨脹速度是很慢的，有的還受引力影響相互靠近。因此，宇宙膨脹超光速與(yu) 愛因斯坦光速極限，不得超越的理論完全不是一碼事。

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