宇宙只有138亿年历史，为什么直径却长达930亿光年？

现代物理学和宇宙学告诉我们，宇宙的年龄是138.2亿年，这是大爆炸理论结合普朗克卫星观测数据给出的精确答案，爱因斯坦证明了光速是宇宙的速度上限，没有任何物质或信息的传播速度能超过每秒30万公里。

按照最朴素的逻辑，既然宇宙只诞生了138亿年，哪怕大爆炸那一刻光就开始向四面八方狂奔，它最多也就跑了138亿光年，那么以地球为圆心，宇宙的可观测半径应该是138亿光年，直径应该是 276亿光年。

这听起来无懈可击对吧？

但教科书上赫然写着一个令人瞠目结舌的数字：可观测宇宙的直径约为930亿光年，这多出来的600多亿光年是从哪冒出来的？难道爱因斯坦错了？难道光速限制失效了？还是说宇宙在跟我们耍流氓，偷偷修改了地图数据？

今天我们要揭开这个不仅关乎距离，更关乎“空间本质”的终极谜题，看完这篇文章，你不仅会明白这930亿光年是怎么来的，还会彻底颠覆你对“距离”这个词的理解。

我们之所以会算出“276亿光年”这个错误答案，是因为我们的大脑被生活经验欺骗了，我们默认了一个前提：宇宙是静态的，或者说宇宙像是一个固定的舞台，星系像是在舞台上奔跑的演员，如果你把大爆炸想象成一颗手雷在空地上爆炸，星系向四周飞散，那你的逻辑是没问题的，弹片飞得再快也不能超过光速，所以在138亿年里，它们确实飞不出多远。

但残酷的真相是：大爆炸不是一场爆炸。

这是一个很难纠正的观念，大爆炸并不是物质在空间中的爆炸，而是空间本身的急剧膨胀，想象你在一个没吹气的气球表面画了两只蚂蚁，一只代表地球，一只代表遥远的星系，现在你开始吹气球，这两只蚂蚁并没有在气球表面爬行，但它们之间的距离却在飞速拉大。

是因为它们跑得快吗？

这是因为承载它们的橡胶皮在延展，这就是爱因斯坦广义相对论的核心推论：空间不是死寂的空无，而是一种可以弯曲、拉伸、膨胀的实体，理解了“空间膨胀”，我们就可以破解这930亿光年的来历了，这其实是一场发生在光与空间之间的、极不公平的赛跑。

让我们把时钟拨回到130多亿年前。

假设在那个极早期的宇宙中，有一个年轻的星系，它发出了一束光，目标是未来的地球，在它发出光的那一刻宇宙还很小，实际上它离我们当时的位置可能只有 4200万光年。

问题出在膨胀上，这束光刚跑了一年，也就是跑了1光年的距离，按理说它离我们近了1光年，但是在这一年里，地球和它之间的空间伸长了，这就像光在跑步机上跑步，虽然它拼命向前冲，但脚下的跑带却在向后退。

在宇宙早期，膨胀的速度极其恐怖，甚至超过了光速，所以这束光在最初的几十亿年里，处境非常悲惨：它明明在向地球飞，但离地球却越来越远，因为它前方需要穿越的空间，生长出来的速度比它奔跑的速度还要快。

好在随着时间推移，宇宙膨胀的速度稍微慢了下来，这束顽强的光终于开始缩短与地球的距离，经过了整整138亿年的长途跋涉，这束光终于在这个瞬间撞上了你的视网膜，或者落入了韦伯望远镜的镜片里。

现在重点来了：这束光确实在路上跑了138亿年，这一点没错，但是当我们收到这束光时，那个发射它的星系去哪了？

在这138亿年里，光在跑，那个星系也没闲着，它随着空间的膨胀，一直在向反方向“后退”，而且因为它距离我们越远，中间隔着的膨胀空间就越多，它的退行速度就越快，当我们今天终于看到它130多亿年前发出的“婴儿照”时，它现在的真身，早已被宇宙的膨胀流裹挟到了距离我们 465亿光年之外的地方。

这465亿光年，就是所谓的“共动距离”，以地球为球心往任何方向看，最远能看到的光源，现在都已经退到了465亿光年之外，半径是465亿，直径就是930亿。

所以这930亿光年不是光跑过的距离，而是那个发光的物体现在实际所在的位置，我们是在看它的“过去”，而它“现在”早已远在天边。

现在你可能会敏锐地发现一个漏洞：宇宙膨胀的速度超光速了，爱因斯坦错了？

这是一个极其常见的误解，爱因斯坦的狭义相对论说“光速是不可超越的极限”，这句话有一个严格的前提：在同一参考系下的物质运动，或者信息传递，简单说你不能在空间里开飞船超过光速，你也不能把子弹加速到光速。

但是空间本身的膨胀不在此列，空间不是物质，也不携带信息，空间的膨胀，是坐标系的改变，而不是物质在坐标系里的运动，在宇宙学中，哈勃定律告诉我们：距离越远，退行速度越快，一旦距离超过某个临界点，星系远离我们的速度就会超过光速。

事实上我们观测到的那些最古老的星系，目前都在以超光速远离我们，但这不违反物理定律，因为那是空间的把戏，并且可观测宇宙只是我们能看到的极限，是我们这个“宇宙泡泡”的边界。

在这个边界之外呢？

肯定还有东西，还有无数的星系，无数的恒星，但它们发出的光，因为距离太远，且中间的空间膨胀速度太快，导致这些光永远无法追上地球，这就像一个人在传输带上奔跑，传输带向后退的速度是10米/秒，而他只能跑5米/秒，他永远也跑不到终点。

这就引出了一个令人细思极恐的结论：宇宙的大小很可能是无限的，即便不是无限，也一定远远大于930亿光年，根据牛津大学的一项研究推测，整个宇宙的实际大小，至少是可观测宇宙的250倍以上。

我们就像是被困在茫茫大海中一艘小船上的观察者，我们的望远镜只能看到地平线，我们以为那就是世界的尽头，但实际上，地平线之外还有广阔得无法想象的海洋。

理解了这一切，你会发现一个让人悲伤的事实，宇宙不仅在膨胀，而且在加速膨胀，这意味着，那些目前在930亿光年边缘的星系，正在加速离我们而去，它们发出的光，将越来越红移，越来越微弱，直到最终彻底消失在我们的探测能力之外。

如果我们能活到几千亿年后，那时的天文学家将面临一个极其无聊的宇宙，除了银河系所在的本星系群之外，所有其他的河外星系，都将飞出我们的“视界”。

那时的夜空将变得空荡荡的，未来的文明可能会以为，整个宇宙只有银河系这一个岛屿，周围是一片死寂的黑暗，他们将永远无法知道，曾经有一个叫做“大爆炸”的时刻，曾经有930亿光年那么壮丽的繁华。