宇宙年龄 138 亿年，宇宙直径 930 亿光年，光速最快，这跟宇宙爆炸论不矛盾吗？

肥牛于田揖

作者：一点资讯
憋了很多年的问题
作者：一点资讯 ,无意在网上看到这篇文章，深有同感。所以分享。

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不能超光速的严格且准确的表述是，有质量粒子走类时线，无质量粒子走类光线。只要满足这两条，物理上定义的“速度”超不超光速都无所谓，并不破坏时空的因果结构。
尺度因子a(t)可以超光速是因为它并不破坏时空的因果结构。这种超光速的速度是允许的。
至于a(t)具体怎么演化，这是由宇宙中的物质组分决定的。

马宝清马宝清

题主这个问题很好，我以前也曾困扰过。按照宇宙中光速最快的前提，宇宙诞生了138亿年，为什么我们却能看到465亿年外呢？
这个465亿年是哪里来的呢？
有基本科学素养的人，遇到一个量，首先会想一个问题：“这个是怎么测（算）出来的？”
哈勃发现众多遥远星系都在相对于地球退行，而且越遥远的星系退行速度越大，这意味着宇宙正在膨胀。爱因斯坦在证据面前低下了头，放弃了他在宇宙常数上的工作。下两图为1931年，爱因斯坦前往威尔逊山天文台，感谢哈勃为现代宇宙学提供了观测基础。
根据遥远星系退行速度（v）和距离（d）是线性的比例，我们可以得到一个哈勃常数（H或H0）的概念，数学式如下：
现在测得哈勃常数的值约为：70（km / s）/ Mpc。（量纲为s^-1）
通过哈勃常数可以粗略估计宇宙的年龄：哈勃常数的倒数——哈勃时间。
比如以前测得H0=69s^-1，则可算出哈勃时间约为145亿年。很简单的，如下图，一个除法搞定，然后就是单位换算了。
这只是一个例子，预知后事如何，继续往下看
但我们的宇宙并不是仅有稀稀落落的星光，更是弥散着暗物质和传说中的暗能量。必须考虑到它们的能量密度，所以现代的标准宇宙学模型也叫作ΛCDM模型，Λ（Lambda）就是暗能量，CDM就是cold dark matter（冷暗物质）。所以宇宙年龄必须要根据下面的式子修正：（其中F是校正因子，括号里的三个参数Ωr，Ωm，ΩΛ分别为常见物质、暗物质、暗能量的密度分数）
好了，到了实操阶段了，Ωr，Ωm，ΩΛ究竟是多少，还得靠观测说了算。最早的微波背景辐射对前两者的测量还凑合，对暗能量就力有不逮了。
2012 年，威尔金森微波各向异性探测器（WMAP）公布了为期9年的数据，可计算得宇宙年龄为：（13.772 ± 0.059）× 10^9年。
2015年，根据WMAP的继任者、清晰度更高的普朗克卫星的数据，可计算得到宇宙年龄为：（13.799 ± 0.021）× 10^9 年。这是人类获得的最精确的宇宙年龄的数据，也是我们现在一般使用的最可信的最具说服力的宇宙年龄数据。
所以啊，我们宇宙年龄138亿年是基于一步步的观测数据而计算出来的，也许这个数字以后还将会变得更加精确。
具体的计算公式我也不太懂，大致上，根据不同的Ωm，ΩΛ值，也就是宇宙中的暗物质和暗能量的密度，可以在下图中拟合出不同的曲线，根据观测，我们的宇宙是其中的紫线，可以看出：
1，总结过去，我们的宇宙诞生于约138亿年前。
2，展望未来，我们的宇宙将继续膨胀下去，等待我们的将是大撕裂。
3，其他类型的宇宙也挺有意思，比如蓝色的德西特宇宙，就是没有起始点的宇宙。而青色的闭合宇宙，起源于60亿年前，也将在一百多亿年后以大坍缩的形式终结。
好了，宇宙年龄怎么来的我们大致上是知道了，那么可观测宇宙的直径是怎么来的呢？
我们都知道宇宙从大爆炸一个原点开始，就开始加速膨胀，好比吹气球。空间在膨胀，这个速度是可以超过光速的。
那么138亿年后，我们现在能看到的范围有多少呢？
这似乎是一道小学奥数题，越远的星体退行速度越快，那么我能看到的范围一定有一个极限，因为当它们的退行速度超过光速以后，我们就永远看不到它们了。但也不是一个简单的138亿光年，因为现在比138亿光年远的地方，它们之前可没那么远啊。
其实啊，要解决这个问题，依靠小学奥数水平远远无法解决。可以通过一个积分的数学处理，这个说难不难说简单也不简单，如下，看不懂的领会我上面的精神即可。
这样的话，理论上我们应该能看到138*3=414亿光年以外的范围。
和计算宇宙年龄一样，也必须考虑到宇宙的暗物质和暗能量密度，根据现有宇宙模型修正后的数字为465亿光年。（可观测宇宙半径）
可观测宇宙之外是什么呢？整个宇宙还有多大呢？
这已经很难依靠现有的观测数据了，甚至严谨的说，连宇宙是有限的还是无限的也不能下定论。不同的理论有不同的估计，我们仅仅列举几种比较有名的。
1，1998年，Alan H.Guth根据暴涨理论，假设暴涨发生在大爆炸之后大约10^-37秒，那么可以假设发生暴涨之前，宇宙的大小约等于光速乘以其年龄的乘积，这表明目前整个宇宙的大小至少是可观测宇宙半径的3x10^23倍。
这似乎是一个天文数字了。
2，2006年，Susskind反对霍金的无边界假说（宇宙是有限无边的）发表论文，表示整个宇宙的大小大约为10的10的10的122次方秒差距。（1秒差距≈3.262光年）
这个就更加离谱了！
3，也有比较保守的。2011年，英国科学家Mihran Vardanyan，Roberto Trotta和Joseph Silk等人的一项研究表示，整个宇宙的大小约是可观测宇宙体积的251倍。这篇文章被发表于杂志《universetoday》上。
如果还要追问整个宇宙真正多大，可能要等我们掌握超光速技术才行了。
1000年内能发明出曲率引擎吗？PS：有人提到整个宇宙半径为24万亿光年是不正确的。
这可能来自一个误解：
2004年，Neil J. Cornish, David N. Spergel, Glenn D. Starkman, and Eiichiro Komatsu等人发表的论文显示：根据WMAP第一年的数据，能够排除我们生活在一个直径小于24 Gpc的球形空间里的可能性。
2012年，他们已经把这个数字调整为26Gpc。
24Gpc其实是240亿秒差距，对应于780亿光年。（G是十亿，pc是秒差距的意思）这个780亿光年的数字在很多地方都被引用。




参考：
1，https://wmap.gsfc.nasa.gov/universe/uni_age.html
2，http://www.astro.ucla.edu/~wright/cosmology_faq.html#DN
3，https://en.wikipedia.org/wiki/Universe#Size_and_regions
4，https://en.wikipedia.org/wiki/Observable_universe#Size
5，https://en.wikipedia.org/wiki/Age_of_the_universe
7，https://en.wikipedia.org/wiki/Lambda-CDM_model
8，https://en.wikipedia.org/wiki/Hubble%27s_law#Observed_values_of_the_Hubble_constant
9，https://www.sciencepagenews.com/2019/08/27/hubble-constant-shows-something-is-fundamentally-wrong-with-our-conception-of-the-universe/
10，https://archive.org/details/inflationaryuniv0000guth
11，https://arxiv.org/abs/hep-th/0610199
12，https://www.universetoday.com/83167/universe-could-be-250-times-bigger-than-what-is-observable/
13，https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.92.201302

discuznt

因为有暴涨理论

Aim_yuan

有点文化行不行，要说矛盾也是跟狭义相对论矛盾。