一個加速膨脹的宇宙最終會帶我們去到何處？

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上物理課時，老師告訴我們任何物體的速度都無法超過光速。不過，凡事都有例外。天文學家認為某些星系正以超光速的速度遠離我們，這意味著它們將在我們的視線中永遠消失。

137.8億年前，擁有無限大密度的奇點發生大爆炸。大爆炸後，宇宙在不到一秒鐘內膨脹了10的16次方倍，膨脹速度超過光速。你可能認為，宇宙在此之後以恆定速度膨脹，甚至會減慢。如果膨脹速度減慢，我們能夠看到宇宙的邊緣，因為在這種情況下，沒有光線穿越不了的距離。

但實際上，宇宙一直加速膨脹。宇宙內存在一些異常遙遠的角落，光子永遠無法到達。其結果是，宇宙的邊緣仍處在陰影之中。裡面究竟隱藏著什麼秘密，我們可能永遠找不到答案。

時至今日，宇宙仍在膨脹並且速度不斷加快。這會影響宇宙的物質和結構。與距離我們較近的星系相比，較遠星系的移動速度似乎更快。宇宙內的某些星系甚至有可能超越光速。如果存在這樣的星系，我們將很難對其進行觀測。

大爆炸後的宇宙膨脹時間線

如果將宇宙結構比喻成一個生麵糰，星系和其它物質就是生麵糰上的芝麻。我們將生麵糰放入烤爐，麵糰發生膨脹，邊緣芝麻的移動速度似乎超過靠近中央的芝麻。宇宙也是同樣的情況。宇宙的膨脹速度為68公里/每秒每百萬秒差距（1秒差距等於326萬光年）。星系與我們之間的距離增一百萬秒差距，速度增加68公里/每秒。

一旦與我們之間的距離達到4200百萬秒差距，星系的移動速度將超越光速。4200百萬秒差距是一個超乎想像的距離，相當於130×10的21次方公里。通過計算星系光線抵達地球所需的時間，天文學家能夠確定星系與地球之間的距離。

我們可以通過觀測紅移和藍移，確定星系究竟是遠離還是靠近地球。隨著星系的遠離，所發出的光線需要更長時間才能抵達地球。在這種情況下，星系和地球之間的空間導致光線波長拉伸，向光譜的紅端偏移，稱之為「紅移」。不斷遠離我們的星系呈現為紅色，而朝著我們移動的星系，由於所發出光線的波長縮短，呈現為藍色。

近紅外夜空全景圖，涵蓋150萬個星系，5億顆恆星

我們能夠探測到的最遙遠的宇宙事物是宇宙微波背景輻射，也就是大爆炸的「餘暉」。微波背景輻射137億年前出現，迄今為止已朝著所有方向擴張了460億光年。俄亥俄州大學天體物理學家、COSI科學中心首席科學家保羅·蘇特指出，「光速是物質或信息速度極限」的觀點來自於愛因斯坦的狹義相對論。但這是所謂的「本地物理學」的組成部分，能夠也一定適用於附近的天體。

哈勃深空場，迄今為止觀測到的一些最為遙遠的星系就座落於此。暗物質導致宇宙膨脹加速，可能讓某些異常遙遠星系的移動速度超越光速

然而，在最為遙遠的宇宙角落，廣義相對論適用，但狹義相對論可能並不適用，光速未必是速度極限。一個加速膨脹的宇宙究竟意味著什麼？無異於宇宙熱寂。經過數十億年的變遷，星系膨脹最終導致氣體無法凝聚，也就無法形成恆星。星系將被拉伸得越來越薄。其它星系的光線無法抵達地球。不會再有新的恆星形成，恆星家族的新老交替停止。宇宙內的所有光線將緩慢變暗，最終將永遠陷入冰冷的黑暗之中，除非其它力能夠抵消它。

來源：漫步宇宙

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