超越光速的空间旅行 比科幻电影还奇特(2)

　　而广义相对论对时空基本结构有自己的一套解释。这个理论中没有惯性参考系。时空自身之外的一切不会膨胀，因此光速作为一种对其速度的限制并不适用。是的，哈勃球体之外的星系远离我们的速度将超过光速。但是这些星系自身不会打破任何宇宙速度限制。对于身处这些星系中的观测者来说，没有任何违背狭义相对论的情况出现。急速增长并呈几何级拉伸的，是我们与这些星系间的空间。

 

　　可观测宇宙

　　现在讲下一个令人吃惊的事实：哈勃体积与可观测宇宙并不完全是一回事。

　　要理解这个概念，可以这样思考：随着宇宙变老，遥远的光线需要用更多的时间才能到达地球。我们能够看到那些已经加速超越了当前哈勃体积的天体，因为当它们发出这些光时，它们还在哈勃体积之内。

　　严格说起来，我们的可观测宇宙与所谓的“粒子视界”是一致的。粒子视界所界定的，是此刻我们所能看到的最遥远的光的距离——这些光子有足够的时间停留在哈勃体积之内，或者能够赶上这个缓慢膨胀的哈勃体积。

　　这个距离有多远?大概是460亿光年，在所有方向上都一样——因此我们的可观测宇宙直径大约是930亿光年，约合5000亿万亿英里。

　　顺便提一下，粒子视界与宇宙学视界不是一回事。粒子视界内包含的是我们当前所能看到的所有过去事件。宇宙学视界是从另一方面定义了未来的观测者所能够看到的来自我们当下所在时空区域所发出的光的距离。

　　换句话说，粒子视界关注的是我们今天能看到的来自过去天体的古代光线的距离;宇宙学视界关注的是我们当下光线在这个加速远离我们的宇宙中所能够到达最远区域的距离。

　　暗能量

　　由于宇宙的膨胀，即便我们等待无限长的时间，宇宙中有些区域的光也无法到达我们眼中，因此我们永远也看不到这些地方。但是那些刚好位于我们当下哈勃体积之外的地带呢?因为如果这个球体也是在膨胀的，那么我们是否能够看到那些位于边界处的天体呢?

　　这要看哪个区域膨胀得更快——是哈勃体积，还是那些刚好位于哈勃体积之外的宇宙。问题的答案取决于两个方面：1)H0是递增还是递减;2)宇宙的膨胀是加速还是减速。这两个比率是密切相关的，但它们是不同的。

　　事实上，宇宙学家认为，我们当下生活的宇宙，H0在递减;但是由于暗能量的存在，宇宙膨胀的速度是递增的。

　　听起来很反常，但是只要H0递减的速率比宇宙膨胀递增的速率慢，星系总体上就会加速远离我们而去。宇宙学家相信，在当下这个时刻，宇宙膨胀的速度将超过哈勃体积增长的速度。