宇宙的年龄约为138亿年，为什么目前可观测半径却为460亿光年？

               

实际上这都不算是个问题，因为光速乘以宇宙的寿命没有任何物理意义...
其实只要把哈勃定律科普一下，这个问题就解决了

哈勃定律：星系远离的速率和距离成正比
也就是说，离地球足够远的星系是可以以超光速远离地球的[1]
这不违反相对论，相对论限制的是传播因果的信号的速度不能超过光速，但这里是空间本身在膨胀
打个通俗的比方就是，交通规则限制的是你在路上开车不能超过某个速度，但没限制这条路变长的速度...
所以实际的宇宙比可观测宇宙还要大，如果你开车的速度赶不上路变长的速度，那你永远也看不到终点...

好吧，宇宙是超光速膨胀了，但人类的可观测范围不应该超光速啊？

可观测代表的是，理论上，光线或是其他信号，有从物体到达观测者的可能，与人类的探测能力无关。那么这个到达观测者的光线可能是从很久以前，光源离地球还比较近时发出来的。后来这个光线身后的空间以超光速膨胀了，但此时光线已经跑得足够接近地球了。地球接收到这样的光线，反推发出它的光源现在与地球的距离，就会得出超过光速的可观测半径。（如果对这一点还不太理解的话，文章最后附有练习）

咦？怎么这么巧，离地球越近的空间膨胀得越慢？

我觉得这里会有人蹦出来问难道地球是宇宙的中心的问题...宇宙没有中心，想象吹胀一个气球，那么气球上任何两点都在远离彼此。实际上，哈勃定律的含义是，宇宙介质在按保持其均匀的方式在膨胀。想象一团不考虑热运动的均匀气体，气体在保持均匀地膨胀

那么每个分子都会看到别的分子在远离它而去，假如单位时间内，A1远离的距离为s，那么为了保持均匀A2就应远离2s，A3就应远离3s，而这正是哈勃定律描述的状况[2]

好吧，那宇宙年龄是怎么算出来的呢？

宇宙既然是在膨胀，那么反推回去必然有一个密度为无穷的时刻，把这个时刻规定为零点，到现在的时间就是宇宙的年龄。这种用哈勃定律反推的方法得出的宇宙年龄叫哈勃年龄，具体还要考虑加速膨胀的修正，详情请自行阅读维基百科...

所以这就解释了最开始的问题，把宇宙年龄乘上光速并没有什么意义，哈勃定律才是现代宇宙学的基石

附加一个问题作为练习：我们接收到的宇宙微波背景辐射就是来自上面所讲的可观测半径吗？

我们现在看到的微波背景辐射，就是 宇宙大爆炸再复合时期逃逸的光子
（因为在这之前，宇宙是一个对光子不透明的等离子体）
这件事发生在距今约138亿年，发射这些辐射的物质现在已经凝聚为星系，这些星系距离我们约460亿光年[3]
再对比题主题目中的数据，你应该清楚这两个数据是怎么回事了吧~

 

已经回答得很具体了，我来给个简化的土版本。

这个问题的常见困惑在于，既然光速不变，那么如果我们看到一个138亿年前的天体，为什么它会距离我们超过138亿光年？产生这个结果的原因在于宇宙不是静态的，而是不断膨胀的。

让我画个很土的图来说明一下，假设一开始有两个星系，相隔一段距离。我们用"S" 来表示星系，">"来表示星系发出的光，左边那个星系发出了一个光子：
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过了那么些个亿年，光子还在路上走，但是宇宙同时在膨胀，两两之间的距离都在增加：
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最终过了138亿年，这个光子终于到达了另一个星系：
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（请忽略图里的下划线，纯粹是用来对齐的...）

这里有三个长度：1）从光子的角度来说，这个过程中它实际走了138亿光年；2）从星系角度来看，当右边那个星系收到光子的时候，左边那个星系的实际距离已经超过了光子实际走过的距离，即大于138亿光年；3）同时可以推论，在一开始的时候，两个星系间的距离小于138亿光年。这个是宇宙膨胀的自然结果，如果宇宙是静态的，那这里的三个长度都等于138亿光年。

如要计算两个星系间当前的实际距离，那需要知道宇宙是怎么个膨胀法的。测量宇宙的膨胀历史是现代宇宙学最重要的内容之一。

 

 

关于哈勃定律的问题可以参考梁灿斌教授的《微分几何与入门与广义相对论》，理论类研究在arXiv.org上有很多最新研究结果，在我最近的一篇论文中也有提到，见http:///abs/1312.3110