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我們都知道，根據愛因斯坦的相對論學說，有質量的物體其運動速度，不可能超越光速。但是宇宙誕生138億年以來，卻正在以超光速急速膨脹！
而且宇宙中其他星系的推行速度，也比光速快得多，難道是相對論錯了嗎？還是，這根本就是一個悖論？
宇宙超光速膨脹
現在較為主流的宇宙起源學說，是大爆炸理論。
2015年，科學家模擬了宇宙大爆炸和暴脹模型，並以普朗克衛星測定的，最精確的哈勃常數為參數值，推導出了宇宙的大致年齡，是137.87±0.02億歲。
也就是說，假如大爆炸理論是真實的，那麼從奇點一瞬間爆炸，宇宙萬物誕生至今，應該有大約138億年了。
古人說「辯士論天，有頭有腳」，可為什麼放眼百億光年外的宇宙，卻根本看不到邊際呢？
首先，我們來說說什麼是光年。顧名思義，光年就是光前進一年的距離。
愛因斯坦在相對論中提到，以時間和空間為軸，任何物質穿越時空的合速度，都等於一個恆定的數值，那就是光速。
因為光子沒有質量，所以如果光子以光速穿越時空，空間距離這個維度被拉滿，則所用的時間為零。
因此任何物質在運動，或者傳遞信息的時候，都不能超越光速。光速是宇宙之中，一切物質運動的速度上限。
正因光速的永恆性質，天文學家便選擇以它為基石，用光年來衡量宇宙中天體間的距離。那麼既然宇宙誕生了138億年，以奇點為起點算起，光子應該也向外走出了138億光年的距離。
那麼宇宙的直徑最多也只有276億光年啊，為什麼科學家推算出的宇宙直徑，約為930億光年呢？是科學家算錯了，還是宇宙正以超光速向外膨脹？難道宇宙爆炸論有悖於公認的相對論嗎？
原來，人類之所以接受光速最快，是因為以此可以解釋絕大多數物理現象。但是宇宙並不像我們想像的那樣，是一個均勻的球體，而是一個類似於薄膜的結構。
其內部的物質存在，既不均衡也不平坦。
所以，不同於相對論在靜止宇宙中的適用範圍，在不斷膨脹的彎曲蕩漾的時空中，物體是有可能突破光速的！
做個形象的比喻吧，有人說天體都浮於宇宙表層，而宇宙內部力量就好像海浪，一波又一波地推動着，浮於水面的衝浪板前行。
如此看來，對宇宙空間本身的膨脹而言，即便光速是相對論中的速度極限，似乎也不再那麼難以逾越了。換句話說，這跟本就是兩個不相交的概念，宇宙空間的超光速膨脹，並沒有違反相對論。
至此，更為有趣的問題產生了，那就是宇宙為什麼會以超光速膨脹，宇宙的擴張中心又在哪裡？
擴張中心在哪
都說宇宙處於膨脹當中，那它是如何膨脹的，膨脹中心又在哪兒呢？
根據宇宙大爆炸理論的前身——原生原子膨脹說，宇宙之初，存在於一個極小的空間內。
上世紀三十年代，射電天文學興起。天文學家對銀河系中的原始星雲物質，和大爆炸的初態合成比例進行了對比，發現數據非常接近。
隨後，還觀測到了大爆炸產生的宇宙微波背景輻射。至此，大爆炸理論基本得到應證。
而隨着哈勃十多年的觀測，遙遠的宇宙正在快速離去的事實，也得到了證明，這便是著名的哈勃紅移。
所謂紅移現象，就是指星系或天體所發射出的光線的波長，因為不斷地遠離而拉伸變長，在我們看來就是紅色的。
用氣球舉例，當我們在氣球表面標記不相鄰的兩點。
當氣球膨脹，點與點的距離就會拉長，而實際每一個點相對於氣球的位置卻是不變的。而且這種遠離，會隨着距離的不斷擴大而加速。這就是宇宙的加速膨脹！
那宇宙擴張的中心點又在哪裡呢？是大爆炸的奇點嗎？
量子力學認為，奇點的所在，最初並不是在空無一物的空間中，所謂「真空」其實並不空，其中應該充滿了無處不在的絕對粒子。
而宇宙最初沒有空間，正是這種粒子的不斷沸騰，才激發出了空間。隨着時間的推移，空間結構不斷增長和擴張，變得越來越大。
值得注意的是，空間能以任意速度膨脹，因為空間既不是物質，也不是能量。
科學家觀測得到的星系超光速退行行為，是由空間本身膨脹所導致的。所以膨脹並不局限於某一點，而是無處不在的。
在這裡我們做個反向推導。如果膨脹中心是大爆炸發生的，空間中的某一個點，那麼大爆炸所產生的宇宙背景輻射，也就是最早的光，應該出發於一點，而我們也只能看到從這個點，輻射而出的空間的光。
但事實上，光無處不在。宇宙微波背景輻射在宇宙中，可以說是非常均勻的。
這也就表明，這些光，是從宇宙空間中的各個點輻射出來的。所以說，擴張的中心並不局限於一點，宇宙處處是膨脹中心。
當然還有一種可能，就是宇宙的中心，存在於某處彎曲時空的褶皺中，那將是我們不可見的更高維度。
以人類目前的理論深度和探測水平，尚且無法企及。既然找不到擴張中心，是不是意味着宇宙膨脹不可控呢？
宇宙膨脹會停止嗎
宇宙的終極未來，是加速膨脹至大撕裂，還是會戛然停止？
通過對GN-Z11星系，這個人類到目前為止，觀測到的最遙遠天體的觀測，天文學家發現：這個早在宇宙誕生後4億年內就形成的天體，如今已經膨脹到了300億光年以外！
要知道，宇宙中天體的推行，並不是真正的相互飛離。
膨脹的只有空間本身！每一個天體在空間中的位置，其實都是相對固定的。
所以根據宇宙紅移值可以判斷，宇宙是以超光速加速膨脹的！而且宇宙並不是整體的超光速膨脹，只是存在於宇宙的邊緣區域。
用洗衣機甩干桶來類比，比較好理解。處於距離甩干桶運動軌跡的中心圓靠外的分子，會因轉動半徑的加大，而做加速度運動，水分子從而也最先被甩出去。
那宇宙是從什麼位置開始超越第一宇宙速度，開始以超光速膨脹的呢？
科學家根據哈勃常數，測算了目前138億光年的地方的膨脹速度。為284,254.6千米/秒，略慢於光速。
據此推算，現代宇宙應該是在大約145億光年外，開始膨脹超過光速的！而且早在1998年，就有兩個科學團隊發現，從時間點上看，如今的宇宙早在45億年前就開始了加速膨脹。
據推測，在暴漲時期，宇宙的膨脹速度，可以在一瞬間就膨脹10ˆ26倍，實在是不可思議！所以宇宙的膨脹速度，是幾何數量級的上升。
如此看來，經過138億年膨脹至920億光年，也就見怪不怪了！那宇宙將來會不斷擴張下去嗎？
有人猜測宇宙會像氣球一樣，膨脹到極限發生大撕裂，還有人認為，根據愛因斯坦著名的方程，E = MC^2可知：重量和能量是可以相互轉換的。
所以宇宙的膨脹是有限的，可能在未來的某一天，宇宙將會停止膨脹。
如果宇宙是「封閉「形狀的，代入相關計算可知：當宇宙剩餘質量等於宇宙損失質量，等於宇宙的總質量的二分之一時，宇宙的空間半徑達到最大值。
屆時宇宙將停止變化，原地塌縮走向滅亡，從而開啟新的宇宙周期。
不過宇宙究竟會如何結束，我們人類是實在等不到那一天了。
只盼望人類能有一天突破現有的局限，設法超越光速，造出機器貓的時光機。因為我想回到過去，去看一看小時候的自己。
