既然光速不能被超越，為什麼宇宙膨脹速度卻大於光速呢？

施郁

（復旦大學物理學系教授）

宇宙膨脹的速度不是一個信號從一個地方到另一個地方的速度，所以是可以超過光速的。

說不能超過光速，是因為如果信號從一個地方傳播到另一個地方的速度，那麼會違反因果率。因果律是說，如果一個事情A是另一個事情B的原因，那麼B一定發生在A之前，不管實在什麼參照系中。

這是狹義相對論的推論，不是狹義相對論的基本假設。狹義相對論的基本假設是：1. 物理定律在不同的慣性參照系中都成立，慣性參照系是慣性定律成立的參照系，慣性定律是說物體如果不受外力，就保持靜止或勻速直線運動；2. 在不同的慣性參照系中，光速都是一樣的。

那麼， 怎麼由狹義相對論得到不能超過光速的推論呢？考慮一個信號某個時刻從甲地出發，這是一個事件；另一個時刻到達乙地。在每個慣性參照系的觀測者來看，這兩個事件有時間之差T和距離之差D， 距離之差D除以時間之差T就是信號在這個參照系中的傳播速度u。類似地，在另一個慣性參照系的觀測這來看，這兩個事件有時間之差T』和距離之差D』， 距離之差D』除以時間之差T』就是信號在這第二個參照系中的傳播速度u』。然後，如果在第一個慣性參照系中的信號傳播速度u大於光速，那麼只要第二個慣性參照系相對於當前慣性參照系的速度足夠大，即使小於光速，那麼，在那個慣性參照系中，信號的傳播速度u』是負的。也就是事件的時間順序發生了逆轉，也就是說先收信號，再發出信號。這當然是荒謬的。

但是宇宙膨脹不是信號的傳播，所以大於光速不會違反因果律。

謝謝邀請。題主的這個問題，實際上一開頭就錯了，沒有科學家說過宇宙膨脹的速度是超過光速的。現代科學家，連宇宙究竟有多大都沒搞清楚，更不要說宇宙膨脹的速度了，所謂的宇宙膨脹，實際上科學家猜測是空間本身的爆炸。對你沒有聽錯就是爆炸。因為宇宙膨脹的速度確實十分快，但是目前觀測來講，並沒有說超過光速，也沒有說達到光速。所謂超過光速達到光速，都是一些民科說出來的，不可聽信。科學家目前對宇宙膨脹本身也只是一個基本的理論而已。只不過這個理論目前來講證據是最多最充足的，因此科學家才把他當成一個現代物理理論的基礎科學。

那麼關於宇宙膨脹，究竟是怎麼來的，為什麼現在科學家發現宇宙一定在膨脹呢？現在關於宇宙膨脹，有沒有什麼新的理論或者情況呢？我們現在就來解答一下。首先呢，我們知道愛因斯坦在1915年提出了廣義相對論。事實上呢，這個廣義相對論對於物理學家來講基本上是一個重磅級的突破，他是繼狹義相對論之後又一門新的重量級的物理學科。愛因斯坦用度規來描述時空，並且時空的度規等於該時空附近物質的分布也就是能量動量張量。愛因斯坦並提出了他著名的場方程。然而在場方程當中愛因斯坦發現時空本身需要運動的，。這意味著宇宙不可能保持靜止，整個宇宙可能都在不斷地向外擴張。這是違反他的世界觀的，因為在當時的物理學家來看，宇宙本身是靜止的。為了使宇宙保持靜止，愛因斯坦加了一個常數項進去，這個常數項就是大名鼎鼎的宇宙常數。它使得原本在擴張的時空又重新縮了回來。

我們可以想像時空的彎曲，用一個度規項來描述，它等於這個時空周圍的物質分布(張量)，隨著物質分布的越來越多。時空的彎曲也就越來越明顯，時空就會擴張。這時在方程的前半部分，加一個常數進去，這個常數是收縮的常數，那麼時空就不會再膨脹了。

愛因斯坦利用這種辦法讓宇宙變得靜止起來，然而，隨後一位科學家愛德溫哈勃，突然發現宇宙其實確實在膨脹。他通過對宇宙星系的觀測，發現宇宙在紅移。紅移是什麼？就是多普勒效應中，遠離我們的運動物體傳回來的光顏色！靠近我們的叫藍移。哈勃用這種辦法證明了宇宙，可能在膨脹，愛因斯坦隨後便承認錯誤。這也是愛因斯坦承認的他所犯的最大的錯誤之一。

然而，沒想到的是，一百年之後，物理學家發現宇宙常數可能真的存在。為什麼存在呢，因為宇宙常數是一種相反的收縮力，它使得宇宙不膨脹，保持靜止狀態，但是，後來科學家通過對1a超新星的觀測，最後發現宇宙膨脹的速度實在是太快了，彷彿有一股莫名的力，讓宇宙反其道而行之，始終在加速膨脹。因此，科學家便猜測宇宙常數真的存在，但是這個常數是負數的。愛因斯坦，原本以為錯誤的理論，沒想到在此時又變得正常了起來，他恐怕也想不到吧。 於是，最後科學家便給這膨脹的、莫名其妙的力取了個名字，叫做暗能量。

我的答案就是這樣，希望能夠幫到你。

這個問題不好回答。本來不想回答。但還是說一下我的觀點。

我對人擇定律的理解：凡是超出人類邏輯、經驗範圍的、人類邏輯理解不了的事物，都是不存在的。因為人類可正確反映自然規律，並使自身永遠存在在宇宙中。

那麼，這個炸論是人類邏輯可接受的理論嗎？不是！人們自然要追問宇宙炸點前的時空是啥？是他自身的，還是他媽？宇宙他姥姥又是啥…，無窮追問。所以說，就算宇宙在膨脹，在進化發展，也不能輕易隨便說是從那個比質子還小的炸點上炸出來的！人類邏輯接受不了，人類沒法認識！

人們可以換一個角度思考宇宙膨脹。時空與物質能量不可分離。時空中存在基本的真空零點能。時空可以說是零點能「脹成」的。時空拓撲性質決定於這個零點能密度。時空膨脹可認為是時空零點能量密度在減小，或流動變化，而宇宙「體積」並沒變化。宇宙還是其「本身」，只不過是處於不斷運動、變化，甚至發展演化過程中而已，找其什麼起源，未來幾千年都不可能！何況人類真正發展才2百多年。關鍵是胡說八道誤導科學發展方向，這才是損害。

那麼，宇宙膨脹？還比光速快？這不知是那個混蛋在誤導人類的思維！確實很惡劣！如果宇宙膨脹，不要說光速，趕上聲速，你現在的感覺可能都不一樣了！如果真是光速膨脹，這太陽系，甚至地球月亮之間，你感覺如何呢？

宇宙就是宇宙它只不過是處於不斷運動、變化、發展、演化之中。無始無終，無邊無界；如果有，那還叫宇宙嗎？你自然會把其「媽」，他的外延再包括其中的！如果有，我們現在處的宇宙時空就「降級」成總總星系了！不能叫什麼宇宙！如果把現存宇宙的媽包括進來，還沒完，對不起，你現在的宇宙還得「降級」，還得將宇宙他姥姥也包括進來，如果還不行，那…。總之，人類用宇宙這個詞是代表至大無外的存在！

時空膨脹應當不是體積意義上的，更沒有光速級的體積膨脹。

超光速膨脹的宇宙中並不包含超光速運動。

解釋起來會複雜，可以用橡皮筋類比宇宙膨脹。先說錯誤的理解:拉扯橡皮筋兩端，橡皮筋不斷伸長，要在一個方向超光速拉長橡皮筋，端點必須超光速運動。

正確的理解:固定橡皮筋兩端，在中間任意取兩點，和橡皮筋垂直反向拉伸(如下圖所示，拉伸為波浪形)，此時，橡皮筋兩端的位置沒有改變，但是橡皮筋不斷伸長，伸長的速度大於拉伸速度。實際上在橡皮筋的每一點都反向拉伸才是宇宙膨脹的模擬，手不夠用，用任意兩點拉伸示意一下。很顯然，拉升點足夠多時，用常規速度就可以使橡皮筋超光速伸長。

為什麼宇宙膨脹是第二種？宇宙中並沒有一股力量拉伸宇宙膨脹。在宇宙空間中，會不斷產生新的空間，空間的增加是宇宙膨脹的原因。宇宙中任意兩點的空間位置並不會隨著宇宙膨脹而改變，兩點之間距離的增加是因為產生了新的空間，和橡皮筋第二種情況相同。

既然宇宙膨脹是第二種情況，超光速遠離的物體，實際上空間位置並沒有改變，也就沒有超光速運動的說法。這也是曲速引擎的理論基礎:通過壓縮和擴張空間可以實現「超光速」。

是這樣的，根據狹義相對論，所有有靜止質量的物質都不允許達到光速運動，但並不包括空間本身，宇宙空間本身超過光速膨脹並不違反相對論。1929年哈勃發現宇宙在膨脹以來，物理學家不斷修正宇宙膨脹的係數，就是哈勃常數，哈勃常數根據時間推移需要不斷修正，最新哈勃常數為67.80±0.77(km/s)/Mpc（每百萬秒差距，差不多300萬光年），根據哈勃定律，就可以算出離我們多遠的地方以超光速遠離我們而去。

現在近似的計算，估計我們可觀測宇宙半徑約460億光年左右，但現在時間片時刻半徑大約150億外物質由於空間相對於我們超光速遠離，光永遠無法到達我們這裡，所以我們無法觀測到，並不是不存在物質，希望能解答你，說的比較倉促

準確的說：信息不能超越光速傳遞。宇宙空間膨脹是不攜帶信息的，所以他是被允許超越光速的。

例如：將激光射向月面邊緣的A點，然後迅速的轉到月面另一邊的B點，然後我們測量光斑在A、B兩點間傳遞的速度，哈哈，我們能得到一個大於光速的速度！

這違背了相對論了嗎？你想多了……

我們看一下在這個過程中A、B兩點間有信息傳遞嗎？並沒有！所以這並沒有違背或者推翻相對論。

其實超光速現象在宇宙中並不罕見，但都沒有信息傳遞。例如：宇宙空間的膨脹速度就是超光速的，我們宇宙誕生了約137億年（演算法不同，有幾個時間，取了一個中間值），但我們觀測到最遠的距離有460億光年。所以宇宙膨脹速度遠遠大於光速。而且膨脹速度還在加快。

只要不攜帶信息,超光速就是被允許的，宇宙膨脹、量子力學的波函數、快子等超光速是不違背狹義相對論的。

誰測過宇宙澎漲，誰看到過宇宙澎漲，只是推測而已，就給以肯定是不符合客觀規律的。宇宙澎漲是依據觀察到了天體有紅移現象，科學上無法解釋，只能推測宇宙處在澎漲運動狀態，是否符合宇宙存在規律，就沒人證實了。在觀察方面，證實天體紅移量是與距離成正比的，這就是說存在的天體距離越遠，本身存在的紅移量越大。推測宇宙在澎漲，澎漲速度只能是越來越快，到宇宙邊緣處將無窮超光速，這是怎樣的運動規律，不會是宇宙超能力吧！

宇宙大爆炸中心處力最大，這是普通常識，爆發力與距離成反比。宇宙大爆炸是澎漲的第一推動力，不支持澎漲運動越來越強，一個是增強，一個是在減弱，雙方矛盾。既然認定宇宙澎漲是宇宙大爆炸得來的，符合天體紅移現象，但不符合紅移量與距離成正比的事實，得推測的宇宙澎漲在客觀上是不存在，天體紅移現象再去尋求新的科學解釋吧！有科學家的頭腦，有集體智慧存在，還怕解釋不了，個人的能力是有限的，解釋不了紅移現象。

題主可能就是根據宇宙的半徑（換算成時間，460億年）大於宇宙的年齡（138億年），所以提出宇宙膨脹速度大於光速的問題。

其實，這個膨脹跟吹氣球的膨脹是完全不一樣的！ 舉例說，畫一條直線依次經過A、B、C三個點（或者可以假設剛好是三個恆星的位置），A和B，B和C直接的距離是一直在不斷拉大的（也就是在膨脹中），儘管速度都不超過光速，但從A點看，C點遠離的速度加快了，宇宙中有N個這樣的點，中間都在膨脹，所以最遠的點的遠離速度看起來已經超過了光速！

再說具體一點，距離我們最近的半人馬坐阿爾法星離我們大約4.3光年，等幾百萬年後，距離就大於4.3光年了，這並不是說阿爾法星又跑了，而是它與太陽系中間的空間繼續膨脹了！所以，科學家說，隨著宇宙的膨脹，太空會越來越空曠，也就是恆星直接的距離越來越遠！

那麼我們為什麼可以用望遠鏡觀測到300多億光年遠的恆星呢？ 其實，人們觀察到的恆星發的光都不超過宇宙的年齡，也就是不超過138億年！ 只是宇宙在膨脹，好像是138億年前發出的光而已。

再進一步，那些離我們很遙遠的恆星，現在發出的光，我們永遠也看不到了（哪怕是一萬億年後），因為他們還在加速遠離地球！

宇宙中距離足夠遠的兩個物體的相對速度是可以超過光速的，但這並不與相對論矛盾，相對論中的不可超光速是指物質的運動速度，而宇宙膨脹是整個宇宙空間在膨脹，就像正在膨脹的氣球上的兩個點他們本身並沒有運動，是整個是球在膨脹，並且兩個點相對遠離的速度會越來越快，宇宙形成至今已有138億年的歷史，在宇宙的過往歷史中，空間從最初的奇點膨脹到現在的930億光年的跨度。由於空間的持續擴張，導致目前距離地球超過140億光年的星系正在以大於光速的速度遠離而去，

謝邀請！

原創思想，我只是覺得宇宙實在是大了，當我們所觀察到的所謂宇宙邊緣，己經是有幾百億光年外的時空了，而光速雖然是快的，但光速也不能一下子就可以跨越過了這幾百億光年的空間了，所以就會出現宇宙的膨脹速度，大於光速的這種說法了。因為我覺得宇宙的膨脹，是與空間的浩澣無邊是有關的。也正因為我們永遠也是不能夠可以看得到宇宙的邊緣，所以就會出現了宇宙膨脹的說法了。但宇宙又是不是真實性的膨脹呢？又或者說，我們在觀察宇宙時，越是離開我們可視性範圍的天體，它的速度就會變得越快了，而就會變得比光速還要快的而超越光速的，這樣得出的觀察結果，我就表示懷疑了。但是否的值得懷疑，就交給下面的專家，繼續的討論吧！