掌握宇宙膨胀原理，是否就有超越光速的可能？ 第1页

有可能，但没有你想的那么简单。

宇宙膨胀是空间的延伸，不受真空光速限制。受真空光速限制的是信息的传递，不涉及这些的东西早就已经在人类手中超越真空光速：

• 光的相速度在异常色散等特殊情况下可以超过真空光速，但不含有超光速的信息或能量传递^[1]。
• 在光强度急剧衰减的时候，其群速度也可以超过真空光速。1980年以来，大量实验证明，让光脉冲通过耗散介质，可以让其群速度远远超过真空光速^[2]。同样地，其讯号速度还是在真空光速范围之内。
• 利用介质的性质，你还可以将光的群速度减慢、减少到零乃至负值^[3]。

当前阶段宇宙膨胀的速度（哈勃常数约69到74千米每秒每百万秒差距，1秒差距约为3.26光年）是相当慢的，对被引力束缚的星系或星系团的大小没什么影响，只是使它们之间的空间伸展了^[4]，并不影响“我们真是稳定的”。二十世纪以来，总有一些人在谈论“宇宙膨胀导致人的体积和人之间的距离在增大”，那是错误的^[5]。暗能量必须进一步大量增长才能战胜物质粒子间的基本力。

• 就不用谈地球上这几头蒜了，银河系和仙女星系之间的距离约77万秒差距，在这尺度上空间膨胀造成的影响约为53~57千米每秒，而目前银河系和仙女星系之间的相对速度约100~140千米每秒，意味着相对速度仍然可以战胜空间膨胀。
• 现在我们并不知道仙女星系相对银河系的横向速度，目前最好的估计小于100千米每秒。如果没有横向速度，银河系和仙女星系将会在约30亿年后开始相撞，约45亿年后二者中心的超大质量黑洞会合为一体。如果有约100千米每秒的横向速度，则二者只有外部的暗物质晕相撞。

“掌握宇宙膨胀原理”，当然有可能让人类进一步掌握曲速航行，但是我们已经让不传递信息的东西超越了真空光速，却还没有“掌握宇宙膨胀原理”——显然，“掌握宇宙膨胀原理”这件事要比“超越光速”困难得多。暗能量相关的问题目前还处在极其初步的阶段。

“宇宙直径1560亿光年”的说法是错误的，其来源是《发现》杂志上的一篇文章：

• 2003年，Cornish等学者基于我们所见的宇宙微波背景辐射的对跖点之间的距离估计，整个宇宙（并非可观测宇宙）直径的下限是240亿秒差距。他们的理由是，宇宙具有复杂的拓扑结构，如果我们设想宇宙的尺寸是有限的且整个宇宙的尺寸要小于可观测宇宙，那么宇宙早期的光有足够的时间在宇宙中环绕移动，在背景辐射中多重成像。他们在横跨240亿秒差距（约780亿光年）的观测数据范围内寻找该效应，没有任何发现，于是给出了直径的下限。
• 《发现》杂志报道此事的时候，以为“780亿光年”是半径，而且没有搞懂他们讨论的是下限而非具体值或上限。

宇宙的不可观测部分可能有34500亿光年^[6]到10^9543光年^[7]的半径，也有可能是无限大的。

参考

1. ^ https://van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=16704&t=faster-than-speed-of-light
2. ^ https://doi.org/10.1126%2Fscience.1170885
3. ^ https://doi.org/10.1126%2Fscience.1124524
4. ^ http://www.xinhuanet.com/world/2019-10/21/c_1125130880.htm
5. ^ https://www.sohu.com/a/131206101_174101
6. ^ http://www.universetoday.com/83167/universe-could-be-250-times-bigger-than-what-is-observable/
7. ^ Alan H. Guth. The inflationary universe: the quest for a new theory of cosmic origins. Basic Books. 17 March 1998: 186– [1 May 2011]. ISBN 978-0-201-32840-0.