由于暗能量使宇宙膨脹得更快，它可能會(huì)刺激一些非常遙遠(yuǎn)的星系明顯地比光速運(yùn)動(dòng)的快。這張哈勃深場(chǎng)圖像顯示了迄今為止觀測(cè)到的最遙遠(yuǎn)的星系。
這似乎是不可思議的，不是嗎？一遍又一遍地告訴我們宇宙的最高鐵律：沒(méi)有任何東西（絕對(duì)沒(méi)有任何東西）能比光速還快。對(duì)，這就是定論。關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，沒(méi)有什么可說(shuō)的了。
天文學(xué)家們也來(lái)了，他們總是為有機(jī)會(huì)打亂自己的舒適區(qū)而興奮不已。他們用一個(gè)簡(jiǎn)單的觀察來(lái)解釋?zhuān)?span style="font-weight: 700;">一些星系正在遠(yuǎn)離我們，比光速還快。到底發(fā)生了什么事?
首先，重要的是要注意我們生活在一個(gè)膨脹的宇宙中。每一天，星系之間的距離都越來(lái)越遠(yuǎn)——平均而言。在一般膨脹的局部有一些輕微的運(yùn)動(dòng)，這導(dǎo)致了仙女座星系朝著銀河系的碰撞方向前進(jìn)。但總的來(lái)說(shuō)，在最大的宇宙背景中，星系之間的距離越來(lái)越遠(yuǎn)。
這種擴(kuò)張的一個(gè)關(guān)鍵特征是它的均勻程度。想象一下，一群人站在一塊有彈性的布料邊緣，用力拉。讓我們假設(shè)他們編排得很好，能夠以同樣的速度向后走和拉。站在中間的你，會(huì)正確地觀察到你的“宇宙”正在膨脹：任何放置在這種結(jié)構(gòu)上的物體都會(huì)慢慢地遠(yuǎn)離你。
因?yàn)橛袕椥缘臇|西是有彈性的，靠近你的織物上的物體會(huì)以一定的速度移動(dòng)，但是離你較遠(yuǎn)的物體會(huì)以更快的速度移動(dòng)。即使做牽引的人以恒定的速度運(yùn)動(dòng)，明顯的拉伸也隨著距離的變化而變化。我發(fā)誓這是真的，你甚至可以在家里自己嘗試一下!
現(xiàn)在，讓我們跳到宇宙中。就好像一群人站在宇宙的邊緣，輕輕地拉著時(shí)空的結(jié)構(gòu)，拉伸它。埃德溫·哈勃是第一個(gè)測(cè)量膨脹率的人。他得到的數(shù)字錯(cuò)得離譜，所以我就不提了，但他的努力是有好處的。更現(xiàn)代的數(shù)值是68公里每秒每百萬(wàn)秒（km/s/Mpc），誤差為正負(fù)2，但足夠接近。
我知道，我知道，你可能一直都理解的很好，直到那個(gè)奇怪的“每百萬(wàn)秒”突然出現(xiàn)。這是一個(gè)距離：1百萬(wàn)秒是100萬(wàn)秒，也就是326萬(wàn)光年。
這意味著如果你觀察一個(gè)1百萬(wàn)秒遠(yuǎn)的星系，它看起來(lái)將以每秒68公里的速度遠(yuǎn)離我們。如果你看一個(gè)2百萬(wàn)秒外的星系，它會(huì)以每秒136公里的速度后退。三個(gè)百萬(wàn)秒差距？你得到它了！每秒204公里。持續(xù)不斷：每百萬(wàn)分之一秒，你就能使遙遠(yuǎn)星系的速度增加68千米/秒。
所以計(jì)算起來(lái)很簡(jiǎn)單：在某一點(diǎn)上，在某個(gè)令人討厭的距離上，速度超過(guò)了尺度，超過(guò)了光速，所有這些都來(lái)自于空間的自然、有規(guī)律的擴(kuò)張。
是的，這個(gè)星系的運(yùn)動(dòng)可以被解釋為“速度”：你可以測(cè)量到它的距離，等一會(huì)兒(公平地說(shuō)，一段非常非常長(zhǎng)的時(shí)間)，然后再測(cè)量一次。距離除以時(shí)間等于速度，我保證你測(cè)量的速度可以比光速快。
不，這不是問(wèn)題。
絕對(duì)速度極限的概念來(lái)自狹義相對(duì)論，但誰(shuí)說(shuō)過(guò)狹義相對(duì)論應(yīng)該適用于宇宙另一端的事物呢？這是更一般理論的領(lǐng)域。這樣的理論，廣義相對(duì)論。
的確，在狹義相對(duì)論中，沒(méi)有任何東西能比光速運(yùn)動(dòng)得更快。但狹義相對(duì)論是一個(gè)局部性的物理定律。換句話(huà)說(shuō)，這是局部物理定律。這意味著你永遠(yuǎn)也不會(huì)看到一艘火箭飛船以比光速還快的速度從你面前飛馳而過(guò)。局部運(yùn)動(dòng)，局部法則。
但是宇宙另一邊的星系呢？這是廣義相對(duì)論的領(lǐng)域，廣義相對(duì)論說(shuō)：誰(shuí)在乎！那個(gè)星系可以有它想要的任何速度，只要它遠(yuǎn)離你，而不是面向你靠近。
它比這個(gè)更深。像定義良好的“速度”這樣的概念只有在空間的局部區(qū)域才有意義。 你只能測(cè)量一些東西的速度，并且當(dāng)它在附近以及狹義相對(duì)論規(guī)則適用時(shí)，才實(shí)際上稱(chēng)它為“速度”。在遙遠(yuǎn)的地方，比如我們談?wù)摰男窍担咳绻唤咏脑?huà)，它就不能用狹義相對(duì)論所關(guān)心的“速度”來(lái)表示。
狹義相對(duì)論并不關(guān)心遙遠(yuǎn)星系的速度——超光速或其他的速度。你也不應(yīng)該。
