光速很快，为什么有些星星的光至今没有传到地球？也永远不会到达

这个问题其实是宇宙大小的问题，也就是我们常说的可观测宇宙和不可观测宇宙。可观测宇宙的半径为460亿光年，在这个半径内所有东西，理论上我们都是可以看见的，那么在可观测宇宙外的一些恒星、星系、星系团对我们来时就是不可见的，因为它们的光从来都没有达到过地球。那么这个不可观测的宇宙是怎么来的？

宇宙有多大？

人类认识宇宙的大小，也是近一百年来的事，在这之前我们一直认为，天上能看到的恒星就是整个宇宙，也就是我们银河系的范围。但当时夜空中除了恒星以外，人们也在夜空中发现了一些模糊的星云，鉴于当时的技术手段、观测设备以及知识的局限性，关于这些星云的性质，它们是什么？历史上进行了一场大辩论，主要有两种观点：

1. 1. 这些模糊的星云是银河系中的原恒星，

2. 2. 这些模糊的星云是宇宙中独立的“星星岛屿”，和我们银河系的尺度一样。

由于我们当没法测量这些“星云”性质，以及它们与我们之间的距离，所以持不同观点的人相持不下，各自都有自己的理论依据。

就在同一时期，人们在天空中发现了另外一种光度可变的恒星，并对其进行了大量的统计研究，发现了这些恒星内禀亮度和亮度变化周期之间的关系，这就是我们现在熟知的造父变星，其变化关系就是我们常说的变星周光关系。

1923年，埃德温·哈勃（Edwin Hubble）开始着手研究天空中模糊的“螺旋状星云”，想解决这个困扰人们数十年的问题，同年的10月6日，哈勃在仙女座大“星云”中发现了上文中提到的变星，并根据这些变星的周光关系和光度与距离的关系，首次测量出了仙女座“星云”距离我们254万光年，为我们揭示了宇宙的范围并不仅仅是银河系。

还有哈勃继续根据变星测量了大量的星系距离，并根据距离与光度红移的关系发现了宇宙学最惊人的现象：我们宇宙在膨胀。

发现宇宙在膨胀，这就为我们揭示宇宙的过去和未来！

根据引力定律，虽然宇宙在膨胀，但万有引力会试图把宇宙重新拉到一起，如果引力在这场角力中获胜，那么总有一天宇宙会重新塌缩在一起，另外一种可能就是引力和膨胀率最后相互平衡，谁也没有赢，那么未来的宇宙会趋于一个临界值；最后一种可能是，引力无法扭转碰撞，但宇宙的膨胀率只会无限趋近于0，但不为零，宇宙会一直匀速膨胀下去。

但事实证明，事情并没有我们想的这么简单！在1998年，两组独立的观测团队通过对1a型超新星的观测发现，我们的宇宙正在加速加速膨胀，也就是说距离我们越远的星系远离我们速度越快，就像有某种未知的力量在撕扯着宇宙，这个神秘的力量就是我们熟知的暗能量。宇宙在诞生后45亿年左右，大约也是地球形成的时期，暗能量就开始从物质手里接管宇宙，并导致宇宙的加速膨胀，而之前宇宙在物质的作用下一直是减速膨胀。也就是说膨胀率一直在下降。

那目前加速膨胀的宇宙有多大呢？这其实跟古时候人问地球有多大一样，我们需要测量地球的曲率，或者形状。那么我们就需要测量宇宙的曲率，通过对微波背景辐射光线弯曲度的观测，也就是冷热点实际大小的测量，我们的宇宙实际上是平坦的。也就是说几乎和0曲率无法区别。也就是下图3的情况。

现在来思考下我们的地球，我们在生活中看到的地球是平的，但地球其实是个球形，我们之所以看见地球是平的只是因为我们太过渺小。现在回到宇宙的问题，我们通过测量我们可观测宇宙的曲率发现是平坦的，这就只能说明实际的宇宙要比我们的可观测宇宙大得多。

可观测宇宙外的宇宙

我们知道宇宙起源于热到爆炸，而热大爆炸之前宇宙还经历了暴胀状态，也就是空间呈指数膨胀的状态，在暴胀结束以后，空间已经被膨胀成平坦的状态了，例如上图中的D。随后宇宙就诞生了各种物质、反物质、辐射粒子等等。但直到宇宙诞生后的38万年，由于温度的降低，中性原子的得以形成，此时大爆炸残余的辐射粒子（光子）才得以自由传播。

也就是今天我们看到的微波辐射光子，但此时的宇宙并没有形成任何恒星或者星系，等宇宙一直膨胀了大约4亿年左右（或许更早），宇宙各个地方的第一批恒星才开始形成，恒星的光子才开始向我们地球的位置传播，那么这大约4亿的时间宇宙已经膨胀到了一个非常大的范围。

当整个宇宙中恒星的光子向地球传播时，空间也在膨胀，那些离我们近的恒星、星系的光子只需要走很短的时间就可以到达地球，那些比较远的肯定需要更长的时间。此时的宇宙由物质掌控，膨胀率一直在减缓，遥远的星系也不会高光速远离我们，要是一直这样持续下去，那么只要有足够的时间，我们在未来会看到越来越多的恒星的光子陆续地达到地球。

但在45亿年左右，暗能量突然掌控了宇宙，宇宙空间开始加速膨胀，那些在暗能量掌控宇宙之前就已经到达地球的光子，我们就可以看到这些恒星、星系，这就是我们的可观测宇宙。而那些光子一直没有达到地球的恒星或者星系，它们的光子也将永远没有机会再到达地球了，因为在那里的空间膨胀速度已经远远超过了光速。

而且就我们的可观测宇宙来说，大部分的星系已经在超光速远离我们了，它们现在发出的光，也将永远无法到达我们地球，以前达到地球的光子将持续达到地球。