宇宙膨胀的速度大于光速，不是说有质量的物体不能超过光速吗？
实际上， 不能超光速是针对于物质、信息、能量而言的，而不是针对于宇宙空间而言的。空间并非是物质、信息、能量。所以，空间并不会受到光速的限制，而且宇宙膨胀也并不传递任何信息。
那光速不变原理是咋来的呢？
简单来说就是，牛顿和麦克斯韦的理论矛盾了，矛盾点在于参考系。
麦克斯韦方程推导出来的光速表达式是： 1/ε0μ0， 由于ε0是真空介电常数，μ是真空磁导率，这两个数都是常数，也就是说，光速在任何惯性参考系下都是光速，这就和牛顿理论中运动的相对性产生了矛盾。科学家想了各种办法来解决这个问题，最终都失败了。
于是，爱因斯坦以“光速不变原理”和“相对性原理”为基础提出了相对论。在这套理论当中，爱因斯坦统一了时间和空间，他认为：
在狭义相对论的这套框架下，爱因斯坦得出了许多有意思的结论，比如：时间膨胀效应，尺缩效应等等。
也就是说，牛顿的体系下，人们认为运动对于时间和空间是没有影响的。而爱因斯坦则认为：
这些内容是他在1905年上半年完成的一篇名为《论运动物体的电动力学》中提出来的。这一年爱因斯坦发表了四篇开创性的论文，这一年也被称为爱因斯坦的奇迹年。这篇文章则是第三篇。
之所以会有第四篇，就是爱因斯坦在发表完第三篇之后，突然意识到这个理论还可以同时统一“质量”和“能量”，于是，他在下半年又发表了一篇名为《物质的惯性同它所含的能量有关吗？》。
在这篇文章中，爱因斯坦提出了大名鼎鼎的质能方程。
提出了：物质和能量等价，后来也被称为：质能等价。质能等价的意思是说，质量和能量其实是一回事，质量中蕴含的能量可以通过质能方程表述出来。所以，所谓的“质量转化为能量”的说法是不正确的，因为它们压根就是一回事。通过这个理论，爱因斯坦预言了：
在传统理论中，光是没有质量的，但是爱因斯坦认为光是具有相对论质量（这是因为它具有动能，质能方程告诉我们，能量和质量是一回事，所有有动能就有质量），而实际观测中，也确实发现了光线弯曲。
当然，光线弯曲的说法到了广义相对论，又有一套新的表述形式。不过，这并不是这次文章要讲的，就不赘述了。
那爱因斯坦为什么能够统一“质量”和“能量”呢？
这是因为，爱因斯坦通过推导，得出了运动物体的质量应该下面这样的结果：
其中m0是静质量，从这个表达式中，我们可以出这样的结论：
光其实就是静止质量为零，所以光可以达到光速。（实际上，参与强相互作用的胶子也是，只不过由于夸克禁闭，我们还无法发现自由存在的胶子）
而开头我们也说到了，宇宙空间其实是没有质量的，也不是能量，更不是信息。因此，它就没有所谓的静止质量，也不需要受到光速不变原理的限制。那事实上呢？
在宇宙大爆炸之初，第一秒内，宇宙膨胀就超过了光速。
这也被我们称为大暴胀。大概是说，在短短的时间内，把当时的宇宙看成是一粒沙子，它一下子膨胀了到可观测宇宙那么大（直径930亿光年），然后在把可观测宇宙看成像沙子那么大，再膨胀到可观测宇宙那么大，一共加倍了100次，也就是2^100。这个过程是远远超过光速的。
其次，在距今46亿年前，宇宙开始加速膨胀，而根据模型计算，以地球为参考系，宇宙很多地方膨胀的速度早就超过了光速。
这是1998年，两个科学小组分别独立观测1a型超新星得到的结果，并且于2011年相关的负责人获得了诺贝尔物理学奖。
这里多说一句宇宙膨胀的特点，我们可以想象一下机场的直行电梯，宇宙的膨胀就好比，你是在中点，空间就好比在你周围一圈都是远离你的直行电梯，而各种天体就在直行电梯上，所以天体并没有动，动的是直行电梯也就是空间而已，而这看起来就好像天体在动。所以，膨胀是整个宇宙等比例地在膨胀。
最后，我们来总结一下：
同理，这个问题也是一样的。首先我们知道宇宙在发生膨胀，距离我们越远的天体，其膨胀的速度就越来越快，他展示的什么的就是我们所说的红移值也就会越来越大，通过多普勒频移的现象，我们知道了红移代表着远离，蓝移则代表着靠近。而目前哈伯特外界所观测到的最遥远的天体距离我们又是131亿光年，以超新星爆发为数据。以哈勃的最远观测位数据，我们就能得出宇宙的膨胀速度，也就是哈勃常数。
不过值得一提的是，在我们宇宙早期的时候，曾经有过一段暴涨时期，其膨胀的速度为超光速。我们知道物质是没有办法达到光速的，当物质速度越来越快的时候，它承受的质量也就会越来越大，因此它所需要的能量也会越来越强。目前来看没有任何能量能使物质达到光速，因此物质是无法超越光速的，那么宇宙膨胀的超光速现象是如何解释的呢？
简单的说就是不属于物质中的时空。我们知道时间和空间是为一体的，当时间发生变化，空间也自然而然会发生变化，当空间发生变化时间也会发生变化，而宇宙膨胀的是空间，目前以人类物理学的三维宇宙定义来看，在三维宇宙中空间是不属于物质的，所以即使空间发生了超光速膨胀，它也不违背爱因斯坦的光速不变定律。
所以宇宙超光速是不违背当代物理学定义的，而且最重要的一点是，目前来看支持宇宙膨胀的暗能量占据了宇宙总质量的70%，因此宇宙会一直的加速膨胀，这也就代表了宇宙永远不可能有边界，即使你以光速航行，你也永远无法飞出宇宙，因为你在以光速行驶的时候，宇宙正在以超光速进行膨胀。光速的定义约为每秒钟30万千米，但是超光速却没有一个准确的数值。
宇宙膨胀速度大于光速指的是相对速度的概念，其最大值是2倍光速，即可视宇宙边界彼此两端的远离速度，更大的速度已超出可视宇宙范围，在现实世界中绝对不会出现，所以没有意义。
而题中说的:有质量的物体不能超过光速指的是宇宙中的绝对速度，即物质在空间中，在单位时间内产生的位移量，参照物是空间本身。按照广义相对论，有质量的物体不能超辻光速是没有问题的。
那么宇宙空间的膨胀速度如果用绝对速度来衡量，用空间为参照物来测量空间的变化？这个永远没法实测，只能用思想试验了。即在时间轴上，每一个单位空间相对于时间轴上前一个单位空间的扩大量。这样的空间膨胀速度会随着单位空间的大小而变化。
空间膨胀有几个特征，一:在现实中空间膨胀可视为绝对零值，由于空间的不可直接观测，它所产生的膨胀数值会叠加到物质的远动速度上来（即空间膨胀推动），二:膨胀系数极其微弱，是宇宙中最慢的速度，因为在宇宙中所有的物质速度都叠加了空间的膨胀速度，无一例外，而且不论运动方向。三:空间膨胀的加速度是负值，至于天文观测中看到的空间膨胀加速现象，那只是大尺度空间膨胀系数磊加的结果。
承邀
速度是指一个物体从一个点移动到另一个点。膨胀是指一个物体整体原地扩张。准确地说，物体膨胀不是物体移动，不能用距离来计算，应用立方来计算。所以，宇宙膨胀与光的移动不是一个相同的计算方法，不能相比较。既然宇宙膨胀不是宇宙移动，那么它没有因质量大而需要巨大的能量来推动它的移动，因而它膨胀的速度没有违反速度越大质量变得越大而需要无限大能量的定律。相反宇宙因质量越大，能量也越大而膨胀的速度越快，据说它的膨胀速度超过了光的移动速度是有可能成立的。
但是，科学界有一个误解，认为光的运动是单位移动的。这是错误的。其实光是光源的能量膨胀形态。光是光源能量的伸延。就好象一个人的一双手有多长它的成长很缓慢，但它形成了的范围是即时波及的。比一个成年人的一双手展开有31万公里，它生长的时间需要2000年，但它张开却是一瞬间，光速也没有它那么快同理。
光速那么快，我们一张开眼就看见太阳，那是我们处在太阳光的范围内，如果太阳光的能量熄灭，我们离开了太阳光范围，那么马上享受不了阳光，不需要等八分钟。
这个问题的重点在于，同学们必须区分宇宙膨胀速度，以及有质量物体速度。这两个都叫做速度，其实代表的含义根本毫不相干；适用的公式以及原理都不相同，所以千万不要混淆来理解。
我们平时说的速度，是指在一小段时间间隔中，一个物体相对于另一个物体（或某个参照系）运动了多少距离。
爱因斯坦的相对论表明，任何物体相对于其他物体（或某个参照系）的运动速度都不能超过光速。从以下公式我们可以看出：
△v=|v1-v2|/√(1-v1v2/c^2)
任何有静止质量的物质速度，都不可能超过光速，必然受限于爱因斯坦的相对论。
宇宙大爆炸理论中，基本粒子和高温起源于一次爆发力更强、时间更短暂的加速膨胀过程——暴胀（inflation）。其实更准确的说法是——暴胀发生在大爆炸之前。暴胀发生在宇宙诞生后的10^(-35)秒至10^(-33)秒之间，在这段时间里，整个宇宙的尺寸膨胀了10^26倍。这时候的宇宙空间的膨胀速度，远超光速。最坚实的证据来源于宇宙微波背景的观测：
可以这样直接的理解，当一个手掌大小的空间一瞬间膨胀到银河系直径的100倍时，光连一个原子核的距离都未曾跑到。但上述微波背景的观测结果，确切的告诉我们，这一切已经真实发生。
宇宙膨胀，使得两点互相退行，由于不是物质移动的结果，并不是真正的“速度”，只是空间随着时间变化发生了膨胀。我们应该使用空间度规函数以及速度微分公式来求解：
当两点距离在宇宙中距离足够远时，膨胀退行速度，将超过光速，是成立的，而且并不违法相对论。
这就能为我们解释，可观测宇宙为什么认定有137亿年的 历史 ，它就是根据退行速度（72公里/秒*百万秒距，百万秒距即326万光年）算出来的。
当经过137亿年，宇宙半径大约膨胀到460亿光年，我们看到的河外星系，是它们几十亿年前发出来的光，而真实的星系，其空间膨胀速度已经超越了光速，从我们的 历史 中永远消失了。
正是这个原因，人类可能永远无法真正理解完全的宇宙。科学家推算，我们只能观测到全部宇宙的3%。
但也可能由此确认，空间曲率的存在，或许会是人类超越光速限制的关键。
未来会怎么样，谁知道呢？
我是猫先生，感谢阅读。
自然界是不连续的，存在着质的变化。创造并继续影响着我们人类的宇宙，只是自然界的一部分，是一个相对独立的封闭体系。
又由于普朗克常数h的普遍存在，以及所有的微观粒子都具有波动性，说明我们的宇宙是由不可再分的最小粒子——量子构成的：
离散的基态量子构成空间，受到激发的量子成为光子，由高能量子组成的封闭体系就是物质。
于是，作为封闭体系的宇宙，存在着两种不同的速度。其一是宇宙对外部空间的膨胀速度，其二是宇宙内部空间的传播速度。这两种速度是不同概念的速度，因而在两者之间并没有什么必然的内在联系，进而也不存在相互的限制
中科雷鸣
2024-11-08 广告
