人类的探测器最多能观测到多远的距离？

关于这个问题，我们可以直接给出这样的答案：

• 目前实际观测中，我们看到最远的天体是GN-z11，这是位于在大熊星座附近的高红移星系，共动距离大约相当于距离地球是320亿光年。（至于为什么用“共动距离”，我稍后会解释，你可以暂时理解成它距离我们320亿光年。）

• 理论上，我们所能观测的范围被我们叫做可观测宇宙，直径是930亿光年，也就是我们可以理论上可以观测到距离我们465亿光年的尺度，可观测宇宙其实只是宇宙的一部分。

观测

要了解人类能探测到多远，实际上，就得先搞清楚：人类是如何进行观测的？

其实是这样的，我们大多利用的是电磁相互作用来观测。说白了，就是天体所发出的光传播到地球，然后被我们的探测器所捕捉到。其实，我们日常看到东西，也是这样。我们能看到地面上的一本书，是它反射了阳光，然后光子进入了我们的眼睛里。

这就带来了一个问题，那就是我们看到的永远都是“过去”，原因是这样的，光的传播是需要时间的，光速是3*10^8m/s，而所需的时间就是这段路程处于光速。所以，你照镜子，其实看到的是过去的你，而不是现在的你。

只不过，由于光速是在太快，这速度一秒钟可以绕地球尺度7.5圈，所以当你照镜子时，那确实是过去的你，只不过是10^-9秒以前的你，这就让你觉得好像就是现在的你是一样的。

时空观

但是在观测天体时，光速就不是一个大数字了，就拿我们太阳系来说，距离我们最近的恒星系是比邻星所在的恒星系，它们距离我们4光年以上。

意思是，光要走完这段路都需要4年多的时间。也就是说，我们如果能看到比邻星上的事件，那这件事其实是发生在4年多以前的。所以，你发现没有？在天文上的观测，其实要结合着时间和距离两个要素一起看，否则就容易搞不清楚，这其实就是一种新的时空观，而这些就是狭义相对论所描述的时空观念。总结下来就是，一个事件是否会被我们观测到，由于需要经过光的传播，只有光传播到了，我们才能看到，光还没有传播到，我们就看不到。而光传播是需要时间的，因此，我们看到的是过去的事件。

宇宙在膨胀

了解了这些基本的情况，我们可以来继续看，如果仅仅是上面那样也就算了，其实还有一个干扰因素叫做：宇宙膨胀。这是哈勃观测到的，星系大多都在远离我们，体现在观测上，就是星系所发出被我们观测到的电磁波都发生了红移现象。

后来，进一步的研究发现，其实这种现象来自于宇宙空间的膨胀，而不是星系自身在运动。当我们观测到一个天体时，如果它距离我们已经远超过1亿光年，我们就得考虑到宇宙膨胀效应。

这就使得，可能你现在看到它是在这里，但实际上，由于它是1亿年以前的发出的光，而且宇宙在膨胀，所以它现在的距离就离你更远了，这里的所谓的共动距离就是排除了宇宙膨胀效应，此时这星系实际距离你的位置。

而我们目前观测到的GN-z11，它的红移量z=11.09，计算得到的共动距离就是320亿光年，也就是说，它现在的位置是距离我们320亿光年的。而我们所看到的的其实是134亿年前的它。说白了就是134年前（此时也就是宇宙4亿岁时。），它发出的光，经过了134年后，被人类的观测器观测到了，所以，我们看到的是GN-z11的134年前的样子。（所以，我们上文才会强调，在观测天体时，时间和距离都要考虑在内。）

可观测宇宙

而GN-z11实际上是我们目前实际观测到最远的星系。而我们要知道的是宇宙有138亿年的历史，所以，从宇宙大爆炸那一刻起，宇宙就开始膨胀的，到了宇宙38万岁时，也就是宇宙大爆炸后38万年，光子才开始在宇宙中传播。

（这是由于宇宙的早期，宇宙是不透明的，当时的情况就像是一锅粒子粥，当时没有原子，只有一堆比原子更小的粒子，光子也在其中，跌跌撞撞，一直出不来，直到38万年后，温度降到2700度，原子结构形成，光子也就开始在宇宙中传播了。）

所以，如果通过观测光，我们能看到最古老的光应该是宇宙38万岁时传播出来的，这个也要加上宇宙膨胀效应，我们就会得到一个461亿光年的距离。

那你可能要问了，可观测宇宙不是465亿光年的半径么？

上文我们也提到了，461亿光年是宇宙38万年时开始传播的，但是还有38万年的时间是我们通过光看不到的。但并不是说没有办法了，实际上，宇宙诞生之初就会产生原初引力波和原初中微子。

引力波和中微子的穿透力极其强，它们并不会被宇宙早期的等离子体所束缚，而是从宇宙诞生之初就在宇宙中传播，因此，我们只要能够观测到原初的引力波或者中微子，那么我们就可以看到更古老的宇宙，也就是距离我们更远的天体。当然，这部分同样需要加上宇宙膨胀效应，得到的距离就是4亿光年，加上之前的461亿光年，也就是465亿光年。因此，我们才会说，我们理论上所能观测到的最远距离是465亿光年。