宇宙膨胀超光速的“理由与求知”(下)

随着现代先进观测技术的推广和应用，哈勃定律在所有的观测方向上推向到数十亿光年的距离。人们可能提出一个质疑：考虑光速的因素时会产生怎样的结果。所有形态的物体保持着限定的速度，这种不可见的障碍因素开始发挥作用，是否阻止了星系在退行时超过某个限定的速度值？可以将人们迫不及待地提出的问题简述为：光速的限定难道不起作用？

当物体的运动速度接近光速时，该物体经历的时间将会逐渐地变慢，时间的流逝甚至停止，但时间似乎被永恒地限定在零和正数的范围，不会出现时间倒流的可能，或不会产生“负时间”的流逝，星系和星系团只能向时间的前方演化，不能向时间的后方演变，向时间反方向的运动违反了时间箭头的“绝对命令”。

人们可能形成了光速限制的惯常思维，但他们忽略了光速谜题产生的一个重要条件，光速限制仅适用于一个物体相对于另一个物体的运动，两个相互运动的物体处在同一个空间区域，比如：当A君的朋友走下座机，来到A君的身旁，朋友随身带的钟表的时间比A君的钟表时间稍慢了一点，A君和A君的朋友实际上在同一地点再次相遇。

返回地球的宇航员“对时”时会发现，他们的钟表时间比“接机者”的钟表时间慢了几秒钟，接机者实际上是在出发地点欢迎宇航员的归来。在μ介子穿越大气层的情形中，人们以地球为参考系检测μ介子的光速运动，μ介子光速运动的相对论效应得到了地面观测的证实。

但在遥远的太空，实际上不是星系在做退行运动，而是星系之间的空间发生了膨胀，相对于空间的单个星系处在某种自身不动的状态。人们很难相信和确认宇宙空间的膨胀，空间本身的膨胀似乎只是科学家的理论预测，但人们可以做一项物理学的检验，仰望那些遥远的星系，以现代观测技术测量遥远星系的红移现象和天体距离，以检验遥远星系很大的移动量达到了怎样的程度。

人们可以把测量到的数值和通过相对论的预测值进行对比，人们就会发现相对论采取了两种表现形态，一是狭义相对论，它适用于平坦和静态的空间，天体在时空中平直地穿移，二是广义相对论，空间本身随时间的流逝发生了伸展和收缩的变化，物质和能量的性质决定了时空的弯曲。

科学家的观测结果确凿无疑地支持了广义相对论的预测，基本排除了空间静止状态的可能，这意味着当所有的天体集合在一起时，膨胀的宇宙实际上将天体集合体分散到太空的广阔区域。暗能量因素也许是将天体集合体分散开的驱动力量。随着时间的流逝，从遥远星系发出的光朝向光谱线的红端产生了很大的移动，形成了所谓的宇宙红移现象。

这也意味着从十分遥远的星系发出的光将有一部分不可能到达我们的地球，从目前的观测范围说来，可观测宇宙和不可观测宇宙的分界线在大约461亿光年远的位置，超过了可观测的分界线，人们将会什么也看不见，可观测宇宙的边缘不是人类认识的极限，而是宇宙可观测半径的最大值，宇宙边缘大约在宇宙大爆炸之后138亿年抵达的位置。

任何超越了距离地球大约 4.5Giga秒差距或140亿到150亿光年的天体发出的光线不可能到达人们的眼球，所有的宇宙天体只要超出了“临界距离”就会从人们的眼皮下永久消失，成为了永久性“迷失的天体”，天文学家发出了“痛心疾首”感慨，从人们的视野中消失的天体占到了整个可观测宇宙天体的97%，人们看不到它们，但不能说明它们不存在，它们只是消失在人们的视线之外，这些“消失”的天体发出的每一个光子再也不能进入人们的眼球，这是一个天文学家的视线无法到达的终点，好像哲学家设想的“彼岸世界”。

随着时间的流逝，所有的人们在天文视野中捕获的天体都在宇宙的膨胀过程中加速地离开地球，它们的退行速度变得越来越快，直到超过了某个时间点，这些天体的退行速度相对于地球的观测者而言超过了光速，只要它们的退行速度达到了光速，从原理上说来，从这些天体发出的光线就不可能抵达人们的视线，这不是某种人类的悲剧，而是自然运动的法则。

无论人类建造的火箭达到了怎样的速度，或无论人们发射了多少以光速传播的无线电信号，人们追赶那些永远离去的恒星和星系注定是徒劳无功的。空间探索者力求尽早地开启星系的旅行，人类走出地球的节奏在二十一世纪明显加快，天体科学家怀有难以实现的梦想，他们希望追赶那些消失的星系，期待“出发日期”早一天到来，但宇宙的加速膨胀让他们的“追星”之梦变得不切实际。

没有一个物体在时空组织的运动速度超过了光速，但时空组织自身的膨胀却不受光速的限定，在远离人们的某个遥远的空间点，时空组织的膨胀速度超过了光速。宇宙加速膨胀的现象得到了天文观测的反复证实，这一现象是人们至今难以解释的宇宙学的最大谜题，某种人们还不理解的基本力量主导了宇宙的不断扩展。

（编译：2016-6-14）