哈勃定律：星系遠離的速率和距離成正比
也就是說,，離地球足夠遠的星系是可以以超光速遠離地球的[1]
這不違反相對論,，相對論限制的是傳播因果的信號的速度不能超過光速，但這里是空間本身在膨脹
打個通俗的比方就是，交通規(guī)則限制的是你在路上開車不能超過某個速度,，但沒限制這條路變長的速度...
所以實際的宇宙比可觀測宇宙還要大,，如果你開車的速度趕不上路變長的速度,，那你永遠也看不到終點...

好吧,，宇宙是超光速膨脹了，但人類的可觀測范圍不應該超光速??？

可觀測代表的是，理論上,，光線或是其他信號,，有從物體到達觀測者的可能，與人類的探測能力無關(guān),。那么這個到達觀測者的光線可能是從很久以前,，光源離地球還比較近時發(fā)出來的。后來這個光線身后的空間以超光速膨脹了,，但此時光線已經(jīng)跑得足夠接近地球了,。地球接收到這樣的光線，反推發(fā)出它的光源現(xiàn)在與地球的距離,，就會得出超過光速的可觀測半徑,。（如果對這一點還不太理解的話，文章最后附有練習）

咦,？怎么這么巧,，離地球越近的空間膨脹得越慢？

我覺得這里會有人蹦出來問難道地球是宇宙的中心的問題...宇宙沒有中心,，想象吹脹一個氣球,，那么氣球上任何兩點都在遠離彼此。實際上,，哈勃定律的含義是,，宇宙介質(zhì)在按保持其均勻的方式在膨脹。想象一團不考慮熱運動的均勻氣體,，氣體在保持均勻地膨脹

那么每個分子都會看到別的分子在遠離它而去,，假如單位時間內(nèi)，A1遠離的距離為s,，那么為了保持均勻A2就應遠離2s,，A3就應遠離3s，而這正是哈勃定律描述的狀況[2]

好吧,，那宇宙年齡是怎么算出來的呢,？

宇宙既然是在膨脹，那么反推回去必然有一個密度為無窮的時刻，把這個時刻規(guī)定為零點,，到現(xiàn)在的時間就是宇宙的年齡,。這種用哈勃定律反推的方法得出的宇宙年齡叫哈勃年齡，具體還要考慮加速膨脹的修正,，詳情請自行閱讀維基百科...

所以這就解釋了最開始的問題,，把宇宙年齡乘上光速并沒有什么意義，哈勃定律才是現(xiàn)代宇宙學的基石

附加一個問題作為練習：我們接收到的宇宙微波背景輻射就是來自上面所講的可觀測半徑嗎,？

我們現(xiàn)在看到的微波背景輻射,，就是 宇宙大爆炸再復合時期逃逸的光子
（因為在這之前，宇宙是一個對光子不透明的等離子體）
這件事發(fā)生在距今約138億年,，發(fā)射這些輻射的物質(zhì)現(xiàn)在已經(jīng)凝聚為星系,，這些星系距離我們約460億光年[3]
再對比題主題目中的數(shù)據(jù)，你應該清楚這兩個數(shù)據(jù)是怎么回事了吧~

這個問題的常見困惑在于，既然光速不變,，那么如果我們看到一個138億年前的天體,，為什么它會距離我們超過138億光年？產(chǎn)生這個結(jié)果的原因在于宇宙不是靜態(tài)的,，而是不斷膨脹的,。

讓我畫個很土的圖來說明一下，假設(shè)一開始有兩個星系,，相隔一段距離,。我們用"S" 來表示星系，">"來表示星系發(fā)出的光,，左邊那個星系發(fā)出了一個光子：
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過了那么些個億年,，光子還在路上走，但是宇宙同時在膨脹,，兩兩之間的距離都在增加：
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最終過了138億年,，這個光子終于到達了另一個星系：
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（請忽略圖里的下劃線，純粹是用來對齊的...）

這里有三個長度：1）從光子的角度來說,，這個過程中它實際走了138億光年,；2）從星系角度來看，當右邊那個星系收到光子的時候,，左邊那個星系的實際距離已經(jīng)超過了光子實際走過的距離,，即大于138億光年；3）同時可以推論,，在一開始的時候,，兩個星系間的距離小于138億光年,。這個是宇宙膨脹的自然結(jié)果，如果宇宙是靜態(tài)的,，那這里的三個長度都等于138億光年,。

如要計算兩個星系間當前的實際距離，那需要知道宇宙是怎么個膨脹法的,。測量宇宙的膨脹歷史是現(xiàn)代宇宙學最重要的內(nèi)容之一,。

關(guān)于哈勃定律的問題可以參考梁燦斌教授的《微分幾何與入門與廣義相對論》，理論類研究在arXiv.org上有很多最新研究結(jié)果,，在我最近的一篇論文中也有提到,，見http:///abs/1312.3110