由于暗能量使 宇宙膨胀得更快，它可能会刺激一些非常遥远的星系明显地比光速运动的快。这张哈勃深场图像显示了迄今为止观测到的最遥远的星系。
宇宙怎么能膨胀得比光速还快?
这似乎是不可思议的，不是吗？一遍又一遍地告诉我们宇宙的最高铁律： 没有任何东西（绝对没有任何东西）能比光速还快。对，这就是定论。关于这个问题，没有什么可说的了。
天文学家们也来了，他们总是为有机会打乱自己的舒适区而兴奋不已。他们用一个简单的观察来解释： 一些星系正在远离我们，比光速还快。 到底发生了什么事?
大背景
首先，重要的是要注意我们生活在一个膨胀的宇宙中。 每一天，星系之间的距离都越来越远——平均而言。在一般膨胀的局部有一些轻微的运动，这导致了仙女座星系朝着银河系的碰撞方向前进。但总的来说，在最大的宇宙背景中，星系之间的距离越来越远。
这种扩张的一个关键特征是它的均匀程度。想象一下，一群人站在一块有弹性的布料边缘，用力拉。让我们假设他们编排得很好，能够以同样的速度向后走和拉。站在中间的你，会正确地观察到你的“宇宙”正在膨胀：任何放置在这种结构上的物体都会慢慢地远离你。
因为有弹性的东西是有弹性的，靠近你的织物上的物体会以一定的速度移动，但是离你较远的物体会以更快的速度移动。即使做牵引的人以恒定的速度运动，明显的拉伸也随着距离的变化而变化。我发誓这是真的，你甚至可以在家里自己尝试一下!
现在，让我们跳到宇宙中。就好像一群人站在宇宙的边缘，轻轻地拉着时空的结构，拉伸它。埃德温·哈勃是第一个测量膨胀率的人。他得到的数字错得离谱，所以我就不提了，但他的努力是有好处的。更现代的数值是 68公里每秒每百万秒（km/s/Mpc），误差为正负2，但足够接近。
我知道，我知道，你可能一直都理解的很好，直到那个奇怪的“每百万秒”突然出现。这是一个距离：1百万秒是100万秒，也就是326万光年。
这意味着 如果你观察一个1百万秒远的星系，它看起来将以每秒68公里的速度远离我们。 如果你看一个2百万秒外的星系，它会以每秒136公里的速度后退。 三个百万秒差距？你得到它了！每秒204公里。持续不断：每百万分之一秒，你就能使遥远星系的速度增加68千米/秒。
超越限制
所以计算起来很简单：在某一点上，在某个令人讨厌的距离上，速度超过了尺度，超过了光速，所有这些都来自于空间的自然、有规律的扩张。
是的，这个星系的运动可以被解释为“速度”：你可以测量到它的距离，等一会儿(公平地说，一段非常非常长的时间)，然后再测量一次。距离除以时间等于速度，我保证你测量的速度可以比光速快。
不，这不是问题。
绝对速度极限的概念来自狭义相对论，但谁说过狭义相对论应该适用于宇宙另一端的事物呢？这是更一般理论的领域。这样的理论，广义相对论。
的确，在狭义相对论中，没有任何东西能比光速运动得更快。但狭义相对论是一个局部性的物理定律。换句话说，这是局部物理定律。这意味着你永远也不会看到一艘火箭飞船以比光速还快的速度从你面前飞驰而过。局部运动，局部法则。
但是宇宙另一边的星系呢？这是广义相对论的领域， 广义相对论说：谁在乎！那个星系可以有它想要的任何速度，只要它远离你，而不是面向你靠近。
它比这个更深。像定义良好的“速度”这样的概念只有在空间的局部区域才有意义。 你只能测量一些东西的速度，并且当它在附近以及狭义相对论规则适用时，才实际上称它为“速度”。在遥远的地方，比如我们谈论的星系？如果它不接近的话，它就不能用狭义相对论所关心的“速度”来表示。
狭义相对论并不关心遥远星系的速度—— 超光速或其他的速度。你也不应该。
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本文选自：今日头条 | 
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发表于 2018-7-14 21:32:07
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