宏樂183

那麼宇宙的超光速膨脹，是根據哈勃的紅移定律得出來的，如果一個星系正在遠離我們，那麼這個星系所發出來的光波便會被拉長，如果那個星系正在靠近我們，那麼那個星系的光波便會被壓縮短。

光波長的在光譜上會偏向紅的這一端，我們稱為紅移。光波短的在光譜上會偏向藍色的一斷，我們稱為藍移。

星系的光譜越偏向紅色的一端，則說明該星系遠離我們的速度越快，星系越偏向藍色的這一端，則說明該星系接近我們的速度越快。

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時間史

愛因斯坦的相對論不允許物質的運動速度超過光速，或者說不允許能量、信息的傳遞速度超過光速。而在宇宙中足夠遠的兩個位置可以找到這樣兩個物體，它們相互遠離的速度會超過光速。這和是否違背了愛因斯坦的相對論？不，並沒有違背相對論。

宇宙誕生於138億年前的一次大爆炸，目前可觀測的宇宙半徑大約是465億光年。有人可能會覺得奇怪了，即使以光速向前運動，乘以運動的時間138億年，得到的結果是138億光年。宇宙的半徑怎能超過138億光年？這兩個數據是不是至少有一個錯了？

需要明確的是，不論是138億年的宇宙年齡，還是465億光年的可觀測宇宙半徑，都是天文學家經過大量天文觀測得到的結論，並在科學界得到了廣泛的共識。宇宙的可觀測半徑之所以超過138億光年，是因為宇宙空間膨脹的原因。試想一下，在一個洞穴口有很多螞蟻，某一時刻這些螞蟻以速率v各自向各個方向出發，經過時間t螞蟻到洞穴的距離就是vt。倘若螞蟻爬行的同時，地面也跟著膨脹，經過時間t後螞蟻到洞穴的距離就會超過vt。

宇宙可觀測的半徑超過138億光年就類似於螞蟻爬行時地面也跟著膨脹，宇宙膨脹是整個空間在膨脹，並非只是所謂的宇宙邊界在向外擴張。上世紀初，天文學家哈珀發現銀河系以外的星系大多存在著紅移現象，這說明這些星系在遠離我們而去，並且距離銀河系越遠的星系紅移現象越明顯。哈珀的發現是宇宙膨脹的有力證據。目前觀測到的哈珀常數為H=67.80±0.77km/s/Mpc，即距離每增加一百萬秒差距，退行速度增加67.80千米每秒。這樣距離我們足夠遠的位置，天體離我們遠去的速度就會超過光速。

宇宙膨脹速度超過光速並沒有違反相對論，這種膨脹並不能使能量或信息超過光速傳遞。相對論以及哈珀定律都是研究宇宙所需要的強有力工具。

刁博

的確，有質量的物體是不可能達到光速的

這個結論來自於愛因斯坦的相對論，其中的光速不變原理和相對性原理結合得出的質量效應公式從數學上也說明了這一點：

其中m為物體的質量，m0為物體的靜質量，V為物體的運動速度，C為光速，從式中可以看出：當m0≠0，V→C時，分母根式→0，則m→+∞。也就是說，如果物體速度達到光速，其質量會變為無窮大，如果宇宙是有限的，那麼全宇宙的能量都用來推動這個物體也不夠，因而靜質量不為0的物體是不可能達到光速的。

那麼靜質量為0的物體可不可以達到光速，甚至超過光速？

答案是肯定的，比如說光子靜質量為0，它的速度就可以達到光速。再比如題目所說的宇宙空間，它也沒有靜質量（即m0=0），如果它仍然適用質量效應公式，那麼我們把m0=0代入其中可知，無論空間以何種速度運動（哪怕是等於光速或者大於光速），它的質量m始終為0，理論上可以不需要能量來維持它的速度，因而可以輕而易舉超過光速。但據哈勃定律和實際觀察可知，空間的運動是複雜的，運動的速度也是變化的。空間的運動，準確地說應該叫作“膨脹”，這個膨脹是從一點（比如說奇點）向周圍的膨脹，

宇宙膨脹的實質是空間的膨脹，那空間膨脹的實質是什麼？它通過什麼來體現？

宇宙的膨脹說到底就是空間的膨脹，但與其說是空間在膨脹，不如說膨脹產生空間；與其說空間是在運動，不如說空間是在從無到有的產生增加，這種產生增加是每一點向周圍的擴散，是全空間每一點都在產生增加新的空間去填充“無”，因此這種膨脹不同於個體單獨的運動，而是一種全體空間擴散的積累效應。這種膨脹運動沒有什麼移動速度可言，因為這不是常規意義上的個體運動，可以說空間根本就沒有移動（因為平常所說的運動是以空間作參考背景的，而空間自身的運動卻沒有任何背景，沒有背景，怎麼能說它運動？），沒有移動，哪來的速度？

但空間中的物質隨著空間的膨脹而運動（因為物質處於空間中，空間既是物質的存在方式，又是物質的存在背景和處所），表現在宏觀大尺度上，這些物質（比如星系）在相互遠離退行。因此宇宙空間膨脹速度實際上是通過星系相互遠離退行的速度來表現的，宇宙膨脹速度說的就是星系退行的速度，當然星系相互退行遠離的“推動力”就是空間膨脹。

那星系退行的速度是怎麼超光速的？

正如上面所說，空間膨脹不同於個體單獨的運動，它是一種全體空間每一點都在擴散的積累結果，所謂的超光速就是積累出來的。因此空間中的星系相互遠離的速度也是一種積累。

對於相鄰較近的兩個星系互相遠離的速度是很小的，小的可以忽略不計，有時甚至空間膨脹引起的星系退行速度要小於星系自身在空間中的運動速度。比如說仙女座星系和我們的銀河系不但不相互遠離，反而正在相互靠近，據美國宇航局科學家研究預測兩個星系將會在37.5億年後相撞

可對於相距較遠的星系，它們相互退行遠離的速度是非常大的，經計算，大約相距133億光年的星系相互遠離退行的速度就達到光速了。拿我們地球來說，距地133億光年外的星系退行的速度是大於光速的，當然我們地球退行的速度對於133億光年外的星系來說同樣也是超光速的。可同樣還是我們地球，對於250萬光年外的仙女座星系來說，我們地球的退行速度僅為57千米/秒。這說明星系的退行速度完全是積累疊加的效應和結果，遙遠星系擁有的很大（甚至超光速）的退行速度，完全是由一個個相對於鄰近星系那很小很小的退行速度一點一點累加起來的。

當然每個星系退行的速度是個相對的量，不是一個相對於絕對靜止參考系的絕對速度（宇宙中是不存在絕對靜止的東西的），而有質量物體（星系）的相對速度的上限仍然是光速，因而不會真地存在以絕對超光速退行的星系，即使積累疊加也不行。

如果非要說宇宙超光速膨脹，那應該將其解釋為空間層面的東西。

正如上面所說，空間是物體運動的場所和參考背景，這也包括光子的運動，因為光速再快也是在空間的運動，它跑不出空間去。光速限制原理只能管實體物質的運動規律，而管不了運動的場所和背景――空間本身；光速限制原理限制的是能量和信息的傳遞，並不限制不傳遞信息和能量的運動，空間的膨脹並沒有信息和能量的傳遞；光速限制是具有靜質量物體跳出時空的界限，並不是時空本身的界限。因此基於光速不變原理和相對性原理基礎創立的狹義相對論並不用於描述空間自身，狹義相對論中的速度疊加公式也不會適用於空間本身的運動，因為這個公式不允許疊加後超過光速，而空間的運動最起碼可以疊加到超過光速。

小結

有質量物體的確不可能達到光速，這有光速限制原理管著；而宇宙空間膨脹可以超過光速，也確實超過光速，這是因為光速限制原理管不著空間本身，因此兩者並不矛盾。

物原愛牛毛1

如果愛因斯坦還活著，我想當面問他一個問題，空間膨脹了，這個空間不屬於物質，你怎麼定意這個空間？？氣球上的線遠離了，氣球膨脹了，氣球是不是屬於物質？？地面膨脹了，螞蟻遠離了，地面屬不屬於物質？？沒有物質參予的空間膨脹有何意義？？空間？？搞笑了，你定意這個概念是不是想自圓光速最大理論的正確性？？光速不變就像是哥白尼的地心說一樣經不起任何推敲，遲早要被推翻的。當光速被超越，我們回過頭來看看會想到以前的想法多麼可笑，光速和音速一樣不過是一個速度而已，沒有什麼是不可能超越的，不過和音障一樣光障更強大，突破這個速度比音爆更加炫麗而已，我們不要太想當然了！！

邢斂鋒

【回答：一丁點都不矛盾】

愛因斯坦，是離我們現今時間最近的偉大科學家，沒有之一。

物質世界中的物質，廣義上的概念，是我們可以眼睛看得見，手能摸得到，有質量的物體。愛因斯坦說，有質量的物體不可能達到光速，這是愛因斯坦的科學推論。

其實，老祖宗早在幾千年前，就已經告訴我們，這個道理了。

組成世界的物質，老子起的名字，叫做三元。三元不是物質的，大白話說就是看不見也 摸不到。那麼，如何最終形成了我們現在所在的物質世界？

能量的下降。

能量下降後，“物化”形成了我們今天看得見、摸得著的物質世界。

好了，反過來。

當我們看得見、摸得著的物質，超過了光速，是什麼？

對！是三元。只不過，物質變成了非物質。

讀者不知道有沒有悟出一個道理？

對了，所謂的肉身成仙，就是胡說八道！當我們不存在於物質世界的時候，就是非物質的！

宇宙的膨脹，膨脹到了頂點，然後回縮，這叫什麼？這叫宇宙的規律。誰可以改變嗎？

沒有。那麼，宇宙膨脹的速度，超過了光速，是什麼可以超過了光速，是三元。

現在，讀者可明白了？

老祖宗的智慧

目前被主流科學認可的超光速事實有兩個：第一個就是本問題中所說的宇宙膨脹超光速；第二個就是量子力學裡提出的量子糾纏現象是超光速的，並且被認為是瞬時完成的

那麼有人可能就會比較迷惑，愛因斯坦的相對論不允許超光速的存在，那麼這兩個例子豈不是推翻了愛因斯坦的相對論？實際上並非如此，看問題要細緻從本質上來看。愛因斯坦的理論不允許超光速，可以準確的總結為以下兩點：

1. 任何有靜止質量的物體達不到光速，理論上只能無限接近於光速。最簡單的例如光子是沒有靜止質量的，光子的速度即是光速；
   
2. 信息的傳遞速度不允許超光速， 現代信息交流最快的就是光速，電磁波實現相互之間的交流嗎！而量子糾纏恰恰是不傳遞信息的，因此超光速和愛因斯坦的理論不矛盾。現在發展的量子通信本質上是對信息的加密，並非是運用量子糾纏的實現通信目的。

而本問題中所說的宇宙膨脹本質上來說，膨脹的也是空間並非是實際物質，因此也並不違反愛因斯坦光速限制。按照哈勃定律距離我們越遠的星系退行速度就越快，目前已知距離我們最遠的星系退行速度已經達到三倍光速，當然了更準確的來說是空間的膨脹速度。

科學黑洞

兩個悖論!

狹相一一車輪悖論！ 比如說，大地上跑著一列火車。火車(設為A慣性系)、大地(設為B慣性系)。再假設火車速度為0.5C(C為光速，C＝300000000m/s)。火車每個車輪周長為1.5m。火車上有一個10ns(納秒)鍾，每10ns，該鐘指針轉一圈。 如按牛頓力學:無論對於A系（火車）或B系（大地）：每過10ns，鍾(指針)與車輪都同轉一圈，按車輪周長算:火車向前行走1.5m。也就是火車速度都是0.5C，無問題。 可是，假如按照狹義相對論，對A系觀察者速度無問題(V=0.5C)，而對B系觀察者:按照相對時間公式計算，對於B系（大地）觀察者：自己時間每過11.547ns，火車上的鐘(指針)與車輪才能轉一圈（對B系觀察者:A系時間慢，A系鍾只能走10ns），由於實際車輪1.5m的周長限制，火車在11.547ns(B系時間)時間內，最多走1.5m。而1.5m除以11.547ns，這速度不等於而是小於0.5C（1.5m/10ns＝0.5C）了，速度對不上帳了！這就等於對狹相公式構成悖論！

總結：狹義相對論說，對於B系（大地）觀察者來說，對方（A系）的時間慢了，既A繫上的10納秒鐘(指針)與車輪都轉的慢了，導致對於B系觀察者，火車速度與原假設的0.5C速度對不上賬了。可由此判定:狹義相對論錯誤!

注：

1、按狹相，對於觀察者來講算速度，要用各自的靜長度和本徵時！如對大地上的觀察者，光在大地上每秒走30萬公里；而對火車上的觀察者，光在火車上每秒走30萬公里！各自用靜長度和本徵時，算速度！這裡的靜長，指觀察者其自己所在慣性系的空間長度！

2、如果換低速問題一樣存在，只是速度差的小而已!

廣相一一高山悖論!

設:在淨高為3000米的高山上，修一個恆溫恆壓室，一個風扇在該室內。在山腳下修一個大型恆溫恆壓車間，發電機在該車間裡發電。可用超導電纜(現在已有生產的了)連接發電機與風扇。恆溫恆壓室、恆溫恆壓車間、超導電纜所用電能由其他電源提供!該發電機發出的電能，帶動風扇不停的轉動。為了簡化分析，假設電路工作在串聯諧振條件下。

根據電工學:

Pt(風扇消耗)+Pt(線路損耗)=Pt(發電機發出)，t(時間)必須相等，否則公式不成立!

可以把線損電阻看成負載的一部分：

T（P1+P2）=TP3

說明，P1為風扇功率，P2為線損功率，P3為發電機輸出功率！串聯迴路，電流相同，輸出電壓=含線路電阻的負載電壓，等號兩邊功率必然相等（P=UI）！這樣時間也必須相等，否則公式不成立！

T（P1+P2）=TP3，公式可以分開寫：TP1+TP2=TP3，各時間差也必須相等！

按照廣相，發電機(低海拔)時間慢，電風扇(高海撥)時間快，那麼上述公式就不成立了！所以說廣相違背了電能公式！電能公式是應用公式，這樣錯的只能是廣相！

注:

1、電流:是指單位時間內通過導線某一截面的電荷量。如果高、低處時間不等，豈不違反串聯電路，電流相同的原則。

2、基爾霍夫第一定律，流入某一網絡(或節點)的電流和，等於流出該網絡(或節點)的電流和!

3、電風扇也可換為發熱純電阻或電燈。

4、發電機、風扇的位置也可以互換分析！

香菸飄渺35

我說點不一樣的理解。

愛因斯坦說的有質量的物體不可能超過光速，指的是一切宏觀信息無法超過光速傳播；而“宇宙膨脹”膨脹的是真空，而真空是一片量子海洋，所以這種膨脹應該是一種宏觀世界中的量子效應。

所以量子物理學家一直認為真空具有能量，稱為真空能。真空能也一度被認為就是暗能量，只可惜由量子場論估算出來的真空密度為2×10^103J/cm^3，但天文學家測量到的真空能量密度僅為2×10^（-17）J/cm^3。它們之間相差120個數量級（10^120）。

這成了前沿物理的一大未解謎題。

我大膽給出一個推測。兩種計算結論的巨大差距，源於數學體系本身的侷限，這兩套數學體系只能給出代表宏觀觀測與微觀推測的兩個極值，而要得出正確值需要一個能融合這兩套體系的全新數學體系。

真空既然是一片量子海洋，則可以看成是一種無數量子態的集合。它勢必也會由於“觀測”而坍縮為宏觀態，這裡的“觀測”指的是宏觀物質的干涉。

真空中的宏觀物質是什麼？當然是宇宙汪洋中的滿天星辰。因此靠近天體以及星際物質的真空中，量子會發生坍縮，導致真空能大幅減弱，而遠離星辰的空曠星際間真空能會大幅增加。

這也說明了，為什麼離我們越遠的星系，遠離我們的速度越快，甚至導致了超光速的宇宙膨脹。

結論就是：

1、越空曠的宇宙區域真空能越強，星系越密集的區域真空能越弱。也就是說宇宙中真空能（暗能量）並非完全均勻不變。

2、真空能是一種比引力更弱，但一樣可疊加的虛空斥力。

當然需要印證這些，需要數學公式的支撐，這裡只是描繪一個可能的物理圖景而已。

再來說說，宏觀物質為啥不能超過光速？

這一切的推導源於“光速不變”。“光速不變”是愛因斯坦提出來的，但卻是麥克斯韋推導出來的，雖然小麥自己也不太願意相信。

在麥克斯韋的電磁理論中，電磁波的速度只與兩個常數相關，即與真空介電常數ε0和真空磁導率μ0相關，表達式為C^2=1/ε0μ0。

就註定了電磁波速度是恆定的，也就是我們說的“光速不變”。

但我們知道光也具有量子屬性，而我們能測得的光速，就應該是一種光量子坍縮為波之後的速度，因為量子不可測。所以光波速度是一種宏觀速度，與光量子的速度無關。當然我們也並不知道光量子有沒速度可言？

再進一步說，如果光速是光量子坍縮後的一種宏觀速度，而在相對論體系下光速與“時空”概念息息相關，那所謂的“時空”也就是一種宏觀概念，所以才存在普朗克尺度下的時空不存在是說法，因為普朗克尺度下是微觀概念。

因此微觀無“時空”。

這樣所有的奇特的量子效應，也就能說的通了。雙縫干涉為何如此詭異，因為量子們本來就不在“時空”裡運動嘛。

“時空”只是承載宏觀物質運動的背景。光速是在這個背景下沒有質量物體的極限速度，物質無法超越光速，是因為被“時空”拖累。

沒有質量的量子不受“時空”的拖累，所有才會有量子糾纏這種“超距作用”，我們常說量子糾纏不傳遞信息，準確地說應該是不傳遞宏觀信息。真正的微觀信息是不受“時空”的影響的，當然也是我們無法利用的。

總之，相對論是研究“時空”的宏觀規則，但宏觀並不代表宇宙的一切。宇宙膨脹就像一種超宏觀態的量子效應，這是不是很矛盾？

或許正因為矛盾，才有和諧的意義。

這個問題教科書式的回答，前面答主已經說的很多了，這裡僅為理論上的挖掘與探討，歡迎大家質疑。

想法捕手

自然界是不連續的，存在著質的變化。所以，創造我們人類並且仍然在影響著我們人類的宇宙，只是自然界的一部分。在其解體之前，宇宙是一個相對獨立的封閉體系。

又由於普朗克常數h的被發現，以及所有的物理現象都需要用該常數給予解釋，說明我們的宇宙是量子化的，確切地說是由不可再分的量子構成的。

此外，由於物體的體積只是粒子高速運動產生的屏蔽效應；而且，當我們的認識超出宏觀範圍時，發現物體的行為需要外在的物理背景來給予說明，如微觀粒子具有波動性。說明空間和物質並非我們原來認為的，即空間只是承載物體的幾何框架以及物質具有實體性。這是一種陳舊的機械宇宙觀。

於是，我們獲得了一個新的量子宇宙觀：

離散的基態量子構成空間，受到激發的量子成為光子（能量），由高能量子組成的封閉體系就是物質。一切物理現象都只是量子的三種不同狀態的相互影響、相互作用和相互轉化的結果。

所以，宇宙的膨脹速度和宇宙內部傳播的速度（光速）是兩個完全不同的概念。

宇宙膨脹的速度取決於宇宙內外部能量密度即壓強的對比，類似氣球🎈的膨脹。

宇宙內部的傳播速度即光速則取決於光子的靜質量和宇宙內部空間的量子密度。

上述兩個速度的變化是反向的，宇宙膨脹的速度會隨著宇宙的膨脹而減小，宇宙內部的傳播速度即光速卻會隨著宇宙內部空間密度的下降而增大。

因為，光速是光子維持其相對於空間勢能的速度。類似赤腳🦶划水運動，水的比重越小，需要維持站在水面上的速度就越大。

總之，宇宙膨脹的物理機制不同於宇宙內部傳播的物理機制，因而宇宙的膨脹速度不受宇宙內部傳播機制的限制，是可以超過光速的。

淡漠乾坤

愛因斯坦關於光速不變原理，說的是真空環境下，對於有物質來說，光速是最大值。注意，這裡說的是物質而非其它概念。假如我們說的是非物質的東西，那麼它的速度是完全可以超過光速的。

比如我們的宇宙本身，他是時間、空間、物質等一切存在的集合體。那麼它自身的膨脹速度就可以大於光速，因為宇宙本身並不是物質，所以並不受光速限制。還有，我們也不能夠把相對論中光速最大值的限制原則亂用，比如有些“速度”，是明顯可以超過光速的，然而並不意味著相對論就是錯誤的，比如說計算機運行速度，可以甩開光速無數倍。

還有量子糾纏，其速度也是瞬時完成的，比光速快的多。這時候也會有人問，不是說任何信息傳遞的速度不能夠超過光速嗎？。這個疑問，則源自於我們對於量子糾纏的不理解。量子糾纏本身並沒有信息傳遞，它生來就這這樣。所以，也不違反相對論。不過，不理解也情有可原，因為愛因斯坦當時也沒整明白，也誤以為量子糾纏超光速了。

關鍵字: 光速 科學 質量