現(xiàn)代物理學(xué)和宇宙學(xué)告訴我們，宇宙的年齡是138.2億年，這是大爆炸理論結(jié)合普朗克衛(wèi)星觀測(cè)數(shù)據(jù)給出的精確答案，愛(ài)因斯坦證明了光速是宇宙的速度上限，沒(méi)有任何物質(zhì)或信息的傳播速度能超過(guò)每秒30萬(wàn)公里。

按照最樸素的邏輯，既然宇宙只誕生了138億年，哪怕大爆炸那一刻光就開(kāi)始向四面八方狂奔，它最多也就跑了138億光年，那么以地球?yàn)閳A心，宇宙的可觀測(cè)半徑應(yīng)該是138億光年，直徑應(yīng)該是 276億光年。

這聽(tīng)起來(lái)無(wú)懈可擊對(duì)吧？

但教科書(shū)上赫然寫(xiě)著一個(gè)令人瞠目結(jié)舌的數(shù)字：可觀測(cè)宇宙的直徑約為930億光年，這多出來(lái)的600多億光年是從哪冒出來(lái)的？難道愛(ài)因斯坦錯(cuò)了？難道光速限制失效了？還是說(shuō)宇宙在跟我們耍流氓，偷偷修改了地圖數(shù)據(jù)？

今天我們要揭開(kāi)這個(gè)不僅關(guān)乎距離，更關(guān)乎“空間本質(zhì)”的終極謎題，看完這篇文章，你不僅會(huì)明白這930億光年是怎么來(lái)的，還會(huì)徹底顛覆你對(duì)“距離”這個(gè)詞的理解。

我們之所以會(huì)算出“276億光年”這個(gè)錯(cuò)誤答案，是因?yàn)槲覀兊拇竽X被生活經(jīng)驗(yàn)欺騙了，我們默認(rèn)了一個(gè)前提：宇宙是靜態(tài)的，或者說(shuō)宇宙像是一個(gè)固定的舞臺(tái)，星系像是在舞臺(tái)上奔跑的演員，如果你把大爆炸想象成一顆手雷在空地上爆炸，星系向四周飛散，那你的邏輯是沒(méi)問(wèn)題的，彈片飛得再快也不能超過(guò)光速，所以在138億年里，它們確實(shí)飛不出多遠(yuǎn)。

但殘酷的真相是：大爆炸不是一場(chǎng)爆炸。

這是一個(gè)很難糾正的觀念，大爆炸并不是物質(zhì)在空間中的爆炸，而是空間本身的急劇膨脹，想象你在一個(gè)沒(méi)吹氣的氣球表面畫(huà)了兩只螞蟻，一只代表地球，一只代表遙遠(yuǎn)的星系，現(xiàn)在你開(kāi)始吹氣球，這兩只螞蟻并沒(méi)有在氣球表面爬行，但它們之間的距離卻在飛速拉大。

是因?yàn)樗鼈兣艿每靻幔?/p>

這是因?yàn)槌休d它們的橡膠皮在延展，這就是愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論的核心推論：空間不是死寂的空無(wú)，而是一種可以彎曲、拉伸、膨脹的實(shí)體，理解了“空間膨脹”，我們就可以破解這930億光年的來(lái)歷了，這其實(shí)是一場(chǎng)發(fā)生在光與空間之間的、極不公平的賽跑。

讓我們把時(shí)鐘撥回到130多億年前。

假設(shè)在那個(gè)極早期的宇宙中，有一個(gè)年輕的星系，它發(fā)出了一束光，目標(biāo)是未來(lái)的地球，在它發(fā)出光的那一刻宇宙還很小，實(shí)際上它離我們當(dāng)時(shí)的位置可能只有 4200萬(wàn)光年。

問(wèn)題出在膨脹上，這束光剛跑了一年，也就是跑了1光年的距離，按理說(shuō)它離我們近了1光年，但是在這一年里，地球和它之間的空間伸長(zhǎng)了，這就像光在跑步機(jī)上跑步，雖然它拼命向前沖，但腳下的跑帶卻在向后退。

在宇宙早期，膨脹的速度極其恐怖，甚至超過(guò)了光速，所以這束光在最初的幾十億年里，處境非常悲慘：它明明在向地球飛，但離地球卻越來(lái)越遠(yuǎn)，因?yàn)樗胺叫枰┰降目臻g，生長(zhǎng)出來(lái)的速度比它奔跑的速度還要快。

好在隨著時(shí)間推移，宇宙膨脹的速度稍微慢了下來(lái)，這束頑強(qiáng)的光終于開(kāi)始縮短與地球的距離，經(jīng)過(guò)了整整138億年的長(zhǎng)途跋涉，這束光終于在這個(gè)瞬間撞上了你的視網(wǎng)膜，或者落入了韋伯望遠(yuǎn)鏡的鏡片里。

現(xiàn)在重點(diǎn)來(lái)了：這束光確實(shí)在路上跑了138億年，這一點(diǎn)沒(méi)錯(cuò)，但是當(dāng)我們收到這束光時(shí)，那個(gè)發(fā)射它的星系去哪了？

在這138億年里，光在跑，那個(gè)星系也沒(méi)閑著，它隨著空間的膨脹，一直在向反方向“后退”，而且因?yàn)樗嚯x我們?cè)竭h(yuǎn)，中間隔著的膨脹空間就越多，它的退行速度就越快，當(dāng)我們今天終于看到它130多億年前發(fā)出的“嬰兒照”時(shí)，它現(xiàn)在的真身，早已被宇宙的膨脹流裹挾到了距離我們 465億光年之外的地方。

這465億光年，就是所謂的“共動(dòng)距離”，以地球?yàn)榍蛐耐魏畏较蚩?，最遠(yuǎn)能看到的光源，現(xiàn)在都已經(jīng)退到了465億光年之外，半徑是465億，直徑就是930億。

所以這930億光年不是光跑過(guò)的距離，而是那個(gè)發(fā)光的物體現(xiàn)在實(shí)際所在的位置，我們是在看它的“過(guò)去”，而它“現(xiàn)在”早已遠(yuǎn)在天邊。

現(xiàn)在你可能會(huì)敏銳地發(fā)現(xiàn)一個(gè)漏洞：宇宙膨脹的速度超光速了，愛(ài)因斯坦錯(cuò)了？

這是一個(gè)極其常見(jiàn)的誤解，愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論說(shuō)“光速是不可超越的極限”，這句話有一個(gè)嚴(yán)格的前提：在同一參考系下的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，或者信息傳遞，簡(jiǎn)單說(shuō)你不能在空間里開(kāi)飛船超過(guò)光速，你也不能把子彈加速到光速。

但是空間本身的膨脹不在此列，空間不是物質(zhì)，也不攜帶信息，空間的膨脹，是坐標(biāo)系的改變，而不是物質(zhì)在坐標(biāo)系里的運(yùn)動(dòng)，在宇宙學(xué)中，哈勃定律告訴我們：距離越遠(yuǎn)，退行速度越快，一旦距離超過(guò)某個(gè)臨界點(diǎn)，星系遠(yuǎn)離我們的速度就會(huì)超過(guò)光速。

事實(shí)上我們觀測(cè)到的那些最古老的星系，目前都在以超光速遠(yuǎn)離我們，但這不違反物理定律，因?yàn)槟鞘强臻g的把戲，并且可觀測(cè)宇宙只是我們能看到的極限，是我們這個(gè)“宇宙泡泡”的邊界。

在這個(gè)邊界之外呢？

肯定還有東西，還有無(wú)數(shù)的星系，無(wú)數(shù)的恒星，但它們發(fā)出的光，因?yàn)榫嚯x太遠(yuǎn)，且中間的空間膨脹速度太快，導(dǎo)致這些光永遠(yuǎn)無(wú)法追上地球，這就像一個(gè)人在傳輸帶上奔跑，傳輸帶向后退的速度是10米/秒，而他只能跑5米/秒，他永遠(yuǎn)也跑不到終點(diǎn)。

這就引出了一個(gè)令人細(xì)思極恐的結(jié)論：宇宙的大小很可能是無(wú)限的，即便不是無(wú)限，也一定遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于930億光年，根據(jù)牛津大學(xué)的一項(xiàng)研究推測(cè)，整個(gè)宇宙的實(shí)際大小，至少是可觀測(cè)宇宙的250倍以上。

我們就像是被困在茫茫大海中一艘小船上的觀察者，我們的望遠(yuǎn)鏡只能看到地平線，我們以為那就是世界的盡頭，但實(shí)際上，地平線之外還有廣闊得無(wú)法想象的海洋。

理解了這一切，你會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)讓人悲傷的事實(shí)，宇宙不僅在膨脹，而且在加速膨脹，這意味著，那些目前在930億光年邊緣的星系，正在加速離我們而去，它們發(fā)出的光，將越來(lái)越紅移，越來(lái)越微弱，直到最終徹底消失在我們的探測(cè)能力之外。

如果我們能活到幾千億年后，那時(shí)的天文學(xué)家將面臨一個(gè)極其無(wú)聊的宇宙，除了銀河系所在的本星系群之外，所有其他的河外星系，都將飛出我們的“視界”。

那時(shí)的夜空將變得空蕩蕩的，未來(lái)的文明可能會(huì)以為，整個(gè)宇宙只有銀河系這一個(gè)島嶼，周圍是一片死寂的黑暗，他們將永遠(yuǎn)無(wú)法知道，曾經(jīng)有一個(gè)叫做“大爆炸”的時(shí)刻，曾經(jīng)有930億光年那么壯麗的繁華。