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常见一些人对宇宙可观测直径疑惑不解，认为宇宙才有138亿岁，怎么可以看到930亿光年的可观测直径呢？下面我们一起来分析一下。 其实这里面有一个误区，可观测宇宙并不是已经看到的宇宙，而是从理论上应该能够看到的宇宙。什么时候能够看到呢？大概还需要几百亿年后。如果我们观测到了最远138.2亿光年距离的星系，就说明这个星系现在已经距离我们465亿光年了。 这是因为我们接收到星系的光线是它形成时发出的最早光线，而根据宇宙膨胀速度，现在的宇宙哈勃系数为约70公里/秒/百万秒差距，根据计算，这个速度约光速的3.3倍多，如果宇宙膨胀速度一直如此，这个星系就刚好在465亿光年左右的位置。 这里特别声明，宇宙膨胀是时空本身的膨胀，并不是物质的运行，所以不受光速藩篱限制。各个星系就像嵌在面包里的葡萄干，随着面包（就像时空）烤大，葡萄干也相互分开。  半径为465亿光年，直径不就930亿光年了。所以并不是科学家已经观测到465亿光年远的恒星，而是这个宇宙从理论上说可观测半径已经膨胀到465亿光年这么大。宇宙的可观测直径并不是已经观测到了的，而是根据各种科学方法测算，科学界得出的一个理论数据。实际上人类现在观测到最远的星系GN-z11距离我们约134亿光年，最远的恒星约90亿光年距离。 根据光的传播性质，光速是恒定不变的，在任何参照系中观测都一样。因此134亿年前形成的星系，不管它怎么高速远离我们，我们在134亿年后都会接收到这束光。 快速膨胀远离我们的星系，其光谱会产生红移效应，根据红移值，可以测算出退行的速度，这样就会得到三个数据，即光行时间、回溯时间、共动距离。  事实上，科学家们测出的宇宙可观测半径，是根据宇宙微波背景辐射（CMBR)光子红移量测定，得到的光行时间、回溯时间、共动距离。光行时间和回溯时间应该是一致的，就是光到我们这里的时间，1光年就是1年，138亿光年就是138亿年，我们回溯的也是这个时间，说明我们看到的天体就是这个时间以前的样子。 共动距离就是根据红移量得到的现在这个星系到了多远距离。根据红移量测定，GN-z11星系光行时间和回溯时间是134亿光年，但其共动距离已经为320亿光年。而微波背景辐射的共动距离达到465亿光年。 宇宙微波背景辐射是个啥玩意？通俗的说就是宇宙大爆炸那一刻留下的余晖，这个余晖被视为宇宙中传出的第一缕光，这缕光是大爆炸发生后38万年才迸发而出，此前由于宇宙密度太大，温度太高，光之都无法形成和发出。 这就是宇宙最早的光芒，也应该是人类观察到最远的宇宙背景。人眼感受到任何事物，都是通过光线来传播的，因此此前或者更远的事物就无法看到了。  光的速度在真空中每秒约30万公里，光走一年的距离越9.46万亿公里。我们看到的任何东西都是通过光传播到我们眼睛，因此138亿光年远的星系就是光通过138亿年（光行时间）的传输来到我们眼前的，我们看到的就是星系138亿年前的样子（回溯时间），而不是这个星系现在的样子。所以我们看到的任何天体都不是现在的天体，是光线发出时候的那个天体。1光年就是1年前的天体，10光年就是10年前的样子，138亿光年就是138亿年前的样子。 宇宙才有138亿年的寿命，因此我们看到的所有星光距离都不可能大于138亿光年。  宇宙微波背景辐射 这下明白了吧？可观测宇宙有465亿年半径（共动距离），完全是一个理论数据。通过对宇宙微波背景辐射的观测越来越精密准确，对于宇宙年龄越来越精确；根据宇宙膨胀理论、哈勃定律、哈勃常数、退行速率、红移量等等详细测算，得出了目前可观测宇宙范围。 事实上科学家只是看到了138亿光年宇宙微波背景余晖，并没有看到138亿年前的星系，因为那个时候很可能还没有形成星系。 而恒星在宇宙尺度是很小的，太远了就无法观测。迄今为止观测到90亿光年的恒星，是通过宇宙大星系团形成的引力透镜，放大很多倍才看到的。  播放GIF科学界现在真正观测到最远的星系距离我们134亿光年，说明这个星系是134亿年前的样子。如果我们要真正看到它现在的样子，它的共动距离已经320亿光年，还要过186亿年才能看到，但那个时候它的共动距离又更远了，我们看到的还是过去的样子。 根据宇宙膨胀的可观测半径，宇宙最远处已经距离我们465亿光年，那已经走远的星系光线还要过300多亿年才能传到我们这里，那个时候宇宙范围已经到了更远的地方。 过了几百亿年，我们现在看到的星系还存不存在就很难说了，这是另外一个话题。 还有一个道理要说清楚，可观测直径只是一部分宇宙，宇宙还有两个不可观测范围，就是过去视界和未来视界，这两个视界到底有多大，现在谁也不知道，而且是我们永远也观测不到的。这个问题本作者过去有过解释，这里就不多罗嗦了。 |
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