最遠的天體有多遠？宇宙之大遠超人類想像

三角座星系。維基共享資源

宇宙真的太大了。別以為我們肉眼在夜空中看到的一切，就已經是宇宙的全部。那幾乎只是銀河系或銀河系周邊的東西。無論是恆星、星團還是星雲。只有少數天體是例外，如三角座星系或仙女座大星系。這些「島宇宙」無處不在，無論我們朝哪裡看，即便是天空中最黑暗、最空曠的區域，只要你能收集到足夠多的光，就能看得足夠遠。

NASA / ESA

這些星系中的絕大部分離我們極為遙遠，即便是光線也需要幾百萬甚至幾十億年才能傳到我們眼中。光的速度將近每秒30萬公里，在我們看來已經快得不可思議，但宇宙的年齡也只不過138億年。這意味著我們能夠看到的距離應該是有限的。

很多人以為我們能夠看到的最遠距離不會超過138億光年，但是別忘了，宇宙在膨脹。

廣義相對論的確立迄今連一百年都還不到，但是天文學家很快就證明星系之間的距離在增加。不是星系之間的距離變大了，而是空間本身的結構在膨脹。這種膨脹會在我們眼中產生宇宙學紅移。所以，這些星系和我們的實際距離，要比我們看到的光從這些星系身上出發時遠得多。

NASA / ESA

好比你站在機場自動人行道的一端，另一個傢伙站在傳送帶上離你而去。他在到達離你8米遠的地方時，把一個球以每秒4米的速度向你滾來。如果傳送帶沒有開動，那球在2秒後就會到達你腳邊。但如果傳送帶正在以每秒2米的速度離你遠去，那球到達你腳邊的時間就會是原來的2倍。

球晚到的原因並不是它滾得慢了，而是它需要穿越的距離變長了。與此相似（但本質上有區別）的是，星系發出的光也仍在以每秒將近30萬公里的速度前進，而宇宙空間卻因為膨脹變多了。因此不但這道光線需要穿越的空間在變多，而且當它到達目的地時，原本那個星系和我們之間的距離，也已經要比這道光線出發時遠得多了。

NASA / ESA / JPL-Caltech

當前最遠星系的記錄保持者是EGS8p7。這個星系的紅移是8.63，它發出的光需要經歷132.4億年才能到達地球。稍微算一下就知道，我們看到的這個星系，其實是宇宙只有5.73億歲時，也就是宇宙的年齡只有現在4%時的影像。

但是因為宇宙一直在膨脹，今天這個星系和我們可不僅僅只有132.4億光年的距離。它今天離我們的實際距離有303.5億光年！（這道光線出發時這個星系的距離應該不到132.4億光年，不過那時候地球、太陽系都還不存在。）如果今天有一道光從那裡射向地球，那它將永遠也無法到達。原因就是暗能量和空間的膨脹，甚至能夠讓星系的退行速度超越光速！（由於不在同一個參考系，這樣的超光速並不違反相對論。）所以這個星系實際上已經永遠地離開我們了。

不要以為這個星系就是我們能夠看到的最遠的星系，或者說是我們已經看到的最遠星系。我們只是在儀器和宇宙允許的範圍內看到了在這個距離上最容易看到的星系。只是因為它發出的光線沒有被遮擋，只是因為這個星系可能比較大、比較亮，只是因為它還在我們手頭這些設備的感知能力範圍之內。未來的新望遠鏡一定會拓展這種能力；一定能探測到更長的波段，找到紅移更大的天體；也一定能發現更昏暗的星系。

理論上，最早期的星系紅移可能在15-20之間，它們的形成時間更早。我們可以在下面這張表中找到不同紅移的星系光線到達地球所需的時間、光線出發時宇宙的年齡和這個星系今天與我們的距離。

我們可以看到宇宙的膨脹是多麼驚人。在相對較短的時間內，便會產生巨大的距離差異。4000萬年時間，空間距離上就多出了10億光年還不止！

不難想像，這些遙遠的星系還會離我們越來越遠。直到永遠地消失在無盡的黑暗虛空之中。

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