在探索宇宙起源與終極命運的過程中，宇宙膨脹的速率與規(guī)律始終是核心研究課題，而其中“宇宙超光速膨脹”的現(xiàn)象，更是顛覆了很多人對宇宙的固有認知。

事實上，宇宙的超光速膨脹并非單一階段的現(xiàn)象，而是明確存在于兩個關(guān)鍵時期：一個是在宇宙大爆炸剛開始第一秒之前的“暴漲階段”，這一階段的宇宙膨脹速度遠超光速；另一個是當前階段，根據(jù)最新測得的哈勃常數(shù)值計算，宇宙邊緣的膨脹速度已經(jīng)超過光速的3倍有余。

至于這兩個超光速膨脹階段之間的宇宙膨脹速率究竟如何，是否還存在其他未被發(fā)現(xiàn)的暴脹階段，目前科學(xué)界尚未得出定論。

但需要明確的是，這兩個時期的超光速膨脹并非主觀臆斷，而是有著翔實的科學(xué)觀測數(shù)據(jù)支撐和嚴謹?shù)臄?shù)理邏輯建模驗證。正是因為宇宙存在這樣的超光速膨脹過程，我們所處的宇宙雖然年齡僅有138.2億年，但其可觀測直徑卻達到了930億光年——這一看似矛盾的數(shù)值，恰恰是宇宙超光速膨脹的直接佐證。

除了我們能夠觀測到的這部分宇宙，還存在著一個“不可觀測宇宙”。這部分宇宙之所以無法被我們觀測到，核心原因在于其膨脹速度超過了光速，導(dǎo)致該區(qū)域天體發(fā)出的光線永遠無法抵達地球。截至目前，關(guān)于不可觀測宇宙的具體尺度，科學(xué)界還無法給出確切的答案，它依然是宇宙學(xué)領(lǐng)域待解的謎題之一。

回顧宇宙學(xué)的發(fā)展歷程，宇宙大爆炸學(xué)說自提出以來，經(jīng)歷了超過100年的激烈討論與持續(xù)完善。如今，這一理論體系已日趨成熟，不僅擁有越來越多的觀測證據(jù)和實驗數(shù)據(jù)作為支撐，還能與宇宙微波背景輻射、輕元素豐度、星系紅移等諸多宇宙現(xiàn)象完美契合。正是基于這些堅實的基礎(chǔ)，宇宙大爆炸理論成為了目前解釋宇宙起源與運行狀態(tài)最完善的理論，也被科學(xué)界公認為“標準宇宙理論”。

值得強調(diào)的是，科學(xué)界的每一個重大發(fā)現(xiàn)、每一種核心理論的出臺，都絕非偶然或臆想，而是建立在大量翔實的數(shù)理邏輯論證和反復(fù)的觀測數(shù)據(jù)驗證之上的。從理論的提出到模型的構(gòu)建，再到觀測數(shù)據(jù)的佐證，每一個環(huán)節(jié)都經(jīng)過了科學(xué)家們的嚴謹推敲和多方檢驗。

然而，當下卻有一部分人在對相關(guān)專業(yè)知識一知半解甚至毫無認知的情況下，僅憑主觀臆斷就隨意否定宇宙大爆炸理論等科學(xué)界的重大成果。這種行為的本質(zhì)，是對科學(xué)精神的不尊重，甚至帶有明顯的反智、反科學(xué)傾向——他們無視科學(xué)研究的嚴謹性，否定海量觀測數(shù)據(jù)的客觀性，用片面的認知挑戰(zhàn)經(jīng)過百年驗證的科學(xué)體系，這與科學(xué)探索的精神背道而馳。

或許有不少人會產(chǎn)生這樣的疑問：既然宇宙始終在以超光速膨脹，為什么我們?nèi)庋劭吹降男强諈s千年不變呢？接下來，我們就與愿意接納科學(xué)知識、尊重科學(xué)規(guī)律的人一同探討這個問題。要解答這個疑問，首先需要深入理解宇宙大爆炸初期那次極其短暫卻又極其劇烈的暴漲過程。

前文提到的第一個超光速膨脹階段，即宇宙大爆炸剛開始的“暴漲期”，其時間跨度極其微小，僅發(fā)生在大爆炸后的10?3?秒至10?32秒之間——也就是說，從宇宙誕生后的0.000000000000000000000000000000000001秒開始，到0.00000000000000000000000000000001秒結(jié)束。就在這連“一瞬”都難以形容的極短時間內(nèi)，宇宙經(jīng)歷了21??次的指數(shù)級加速，其尺寸瞬間膨脹到了原先的103?倍。

這是一個何等驚人的膨脹速度？我們可以通過一個簡單的假設(shè)來感知：如果暴漲前的宇宙尺寸僅有1毫米，經(jīng)過這次暴漲后，其尺寸將達到102?毫米，換算成光年的話，約為1011光年，遠超我們當前可觀測宇宙的尺度。當然，關(guān)于暴漲之前宇宙的具體大小，目前科學(xué)界尚無明確結(jié)論，這依然是需要進一步探索的課題。

不過，這次劇烈的暴漲過程我們始終無法直接觀測到，核心原因在于宇宙在誕生后的30萬年里，一直處于不透明狀態(tài)。在這30多萬年的時間里，宇宙溫度極高，物質(zhì)以等離子體形式存在，光子無法自由傳播。直到宇宙溫度冷卻到約3000K時，電子才與原子核結(jié)合形成中性原子，光子才得以掙脫束縛，開始在宇宙中傳播——這就是我們?nèi)缃裼^測到的宇宙微波背景輻射的起源。也正因為如此，我們無法直接觀測到暴漲期及之后30萬年的宇宙景象，這一階段被稱為宇宙的“過去視界”，是人類觀測能力無法觸及的第一段不可觀測宇宙，其內(nèi)部的具體演化情況目前還無法弄清。

除了宇宙初期的暴漲，當前的宇宙依然在以超光速膨脹，這一結(jié)論是基于科學(xué)界對哈勃常數(shù)的精準測量得出的。哈勃常數(shù)是根據(jù)哈勃定律測量得到的宇宙膨脹速率核心參數(shù)，它反映了星系遠離我們的速度與星系距離之間的線性關(guān)系。2013年，歐洲航天局通過普朗克衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)，公布了當時最精確的哈勃常數(shù)值：67.80±0.77(km/s)/Mpc。

這個數(shù)值的具體含義是：在宇宙中，某個星系離開地球的速度，會隨著距離的增加而線性遞增，每增加326萬光年（天文學(xué)上稱為“百萬秒差距”，簡稱Mpc），星系的退行速度就會增加每秒67.8公里，其正負誤差為每秒0.77公里。根據(jù)這一數(shù)據(jù)，我們可以精準計算出可觀測宇宙邊緣的星系退行速度：我們可觀測宇宙的半徑約為465億光年，按照哈勃常數(shù)計算，這個距離上的星系離開我們的速度已經(jīng)達到了每秒96.7萬公里，而光速僅為每秒30萬公里，也就是說，該區(qū)域星系的退行速度是光速的3倍多。這一計算結(jié)果并非孤立存在，而是得到了大量宇宙觀測數(shù)據(jù)的驗證，同時也印證了宇宙膨脹具有“各向同性”和“均勻膨脹”的核心特征。

所謂宇宙膨脹的“各向同性”，是指無論我們從地球的哪個方向觀測宇宙，距離我們相同的遙遠星系，其退行速度都是相同的；而“均勻膨脹”則是指宇宙的膨脹在大尺度上是均勻的，星系的退行速度與距離呈嚴格的線性關(guān)系，即距離越近的星系，退行速度越慢，距離越遠的星系，退行速度越快。這一特征也直接證明了我們所處的宇宙并不存在一個絕對的“中心”——這就像一個正在被吹大的氣球（需要說明的是，這只是一個簡化的比喻，實際的宇宙膨脹機制遠比氣球膨脹復(fù)雜）：當氣球處于未充氣狀態(tài)時，氣球表面的所有“星系”（可看作氣球表面的點）都緊密聚集在一起；隨著氣球不斷充氣膨脹，表面的每一個“星系”都會相互遠離，而且距離越遠的兩個“星系”，彼此遠離的速度就越快。

為了更直觀地理解宇宙膨脹速度的疊加效應(yīng)，我們可以用“插竹竿”的比喻來輔助說明：假設(shè)我們在宇宙中每隔1米插一根竹竿，一共插100根，那么距離我們最近的竹竿距離為1米，最遠的竹竿距離為100米。當宇宙發(fā)生均勻膨脹時，每一根竹竿都會與相鄰的竹竿同時相互遠離，假設(shè)經(jīng)過一段時間后，每兩根相鄰竹竿之間的距離都增加了1米，那么此時最近的竹竿距離我們就變成了2米，而最遠的竹竿距離我們則變成了200米——這就是膨脹速度的疊加效應(yīng)。

將這個比喻延伸到宇宙的實際尺度中，哈勃常數(shù)所對應(yīng)的“竹竿間距”就是326萬光年。

我們可觀測宇宙的半徑為465億光年，相當于在這個尺度上“插”了約14263.8根“竹竿”（465億光年÷326萬光年≈14263.8）。按照每326萬光年退行速度增加每秒67.8公里計算，最遠處“竹竿”（即可觀測宇宙邊緣星系）的退行速度就是14263.8×67.8公里/秒≈96.7萬公里/秒，也就是光速的3.22倍。更值得關(guān)注的是，近年來科學(xué)界對哈勃常數(shù)進行了更為精密的測量，通過調(diào)整觀測誤差，最新的哈勃常數(shù)值比2013年公布的數(shù)值增加了約9%，這意味著宇宙的實際膨脹速度可能比我們之前計算的還要快。不過，這一發(fā)現(xiàn)還牽涉到宇宙年齡的精準測算等復(fù)雜問題，不屬于本文的討論范圍，在此不再展開。

通過上述分析我們可以明確：所謂的“宇宙超光速膨脹”，指的是宇宙整體膨脹的疊加速度超過了光速，也就是宇宙這個“氣球”表面的整體膨脹效應(yīng)疊加后超過了光速，并非指單個星系之間的相對遠離速度超過了光速。根據(jù)哈勃常數(shù)我們可以簡單計算出，宇宙在每1光年尺度上的膨脹速度僅為每秒20厘米左右——這個速度極其緩慢，遠不足以被我們直接感知。

而我們?nèi)庋勰軌蚩吹降穆旌阈�，其與地球的距離大多非常近：最遠的肉眼可見恒星距離地球約幾千光年，最近的比鄰星距離地球僅4.2光年，絕大多數(shù)肉眼可見恒星的距離都在一二百光年左右。以我們熟悉的北斗七星為例，其成員與地球的距離大多在七八十光年，最遠的搖光星距離地球約124光年，七顆星的平均距離約為87光年。根據(jù)每1光年每秒20厘米的膨脹速度計算，87光年距離對應(yīng)的宇宙膨脹速度僅為每秒17.4米，換算成每年的膨脹距離約為55萬公里。而1光年的距離約為9.46萬億公里，按照每年55萬公里的膨脹速度計算，需要約1720萬年，北斗七星與地球的距離才會增加1光年——也就是說，要經(jīng)過1720萬年，北斗七星在天空中的位置變化才僅有其與地球平均距離的1/87。這樣微小的變化，僅憑我們的肉眼，在短期內(nèi)甚至幾千年內(nèi)是完全無法察覺的。

當然，需要說明的是，恒星在天空中的位置變化并非僅由宇宙膨脹導(dǎo)致。尤其是對于近距離的恒星或星系而言，其位置變化主要由引力作用和自身的運行規(guī)律決定，這部分變化遠大于宇宙膨脹帶來的影響。例如，北斗七星的形狀在10萬年內(nèi)就會發(fā)生較為明顯的變化，這一變化就主要源于恒星自身的運動，而非宇宙膨脹。關(guān)于這一點，我在過去的文章中已有過詳細闡述，感興趣的讀者可以前往查閱。

因此，我們必須正確理解宇宙整體膨脹與近距離星系、恒星位置變化之間的關(guān)系，這樣才能更準確地理解宇宙大爆炸理論的核心邏輯。此外，還有一個關(guān)鍵知識點需要明確：宇宙膨脹是空間本身的膨脹，這種空間膨脹的速度并不受光速藩籬的限制，這一現(xiàn)象也不會影響?yīng)M義相對論中“光速是宇宙中最高速度、凡具有靜止質(zhì)量的物質(zhì)都無法達到光速”的核心結(jié)論。狹義相對論所限制的是具有靜止質(zhì)量的物體在空間中的運動速度，而宇宙膨脹是空間自身的延展，兩者的物理本質(zhì)完全不同，不存在相互矛盾之處。

最后，我們還需要厘清一個概念：我們常說的“可觀測宇宙半徑465億光年”，僅指代人類當前觀測能力能夠觸及的宇宙范圍，并非整個宇宙的實際尺度。前文已經(jīng)提到，宇宙存在“過去視界”，即宇宙誕生后30萬年之內(nèi)的演化階段無法被我們觀測到；而當前宇宙依然在高速膨脹，這必然會導(dǎo)致一部分最遙遠星系的星光永遠無法傳播到我們的視線中——這就是宇宙的“未來視界”。

過去視界和未來視界共同構(gòu)成了不可觀測宇宙的核心范圍，由于這部分宇宙的信息無法傳遞到地球，我們目前無法知曉其具體大小。因此，整個宇宙的實際尺度究竟有多大，至今仍然是一個未解之謎。但有一點是可以確定的：我們所處的宇宙是動態(tài)演化的，并且是有限的。這一結(jié)論自從愛因斯坦提出相對論、哈勃發(fā)現(xiàn)宇宙膨脹現(xiàn)象以來就已被科學(xué)界確立，它是以否定經(jīng)典物理學(xué)中的“靜態(tài)無限宇宙論”為前提的，是人類對宇宙認知的一次革命性突破。

在探索宇宙的道路上，科學(xué)理論始終在不斷完善和發(fā)展，宇宙大爆炸理論也并非終極答案，它依然面臨著一些待解的謎題。但這正是科學(xué)的魅力所在——科學(xué)從不畏懼質(zhì)疑，卻拒絕毫無根據(jù)的否定；科學(xué)歡迎理性的探討，卻反對反智的批判。只有尊重科學(xué)規(guī)律、秉持嚴謹?shù)奶剿骶瘢覀儾拍懿粩啾平钪娴慕K極真相，在認知宇宙的道路上不斷前行。