宇宙膨胀会打破光速限制吗

然而，当我们遥望宇宙中遥远的物体时，它们似乎与我们的逻辑常识相悖。通过一系列精确的观测，我们确信宇宙的年龄是137亿年。目前为止，我们所看到的最远的星系距离地球320亿光年，我们看到的最远的光对应于目前461亿光年之外的一个点。即使我们今天以光速发送信号，我们也永远无法到达180亿光年以外的星系。

我们大多数人都理解狭义相对论的基本概念，但却没有意识到，仅凭狭义相对论是无法准确描述真实的宇宙的。相反，我们需要考虑到，宇宙有一个支持它的时空动力学结构，只有物体在时空中的运动遵循狭义相对论。

换句话说，当我们说“没有什么能比光移动得更快”，我们的意思是“没有什么能比光在空间中移动得更快”，但物体在空间中的运动并不能告诉我们空间本身将如何演化。

如果某物距离我们在5000 Mpc之外，我们预计会看到它以每秒大约33万-37万公里的速度移动，而光速大约是每秒30万公里。这看起来好像超光速了，但它实际上并没有以那样的速度在空间中移动，而是物体之间空间膨胀的影响。

我们遇到的一个困难是我们无法测量一个遥远物体的速度。假设我们知道或能够计算出它的本质亮度，我们可以通过各种代理来测量它的距离，比如它看起来有多亮。我们还可以测量它的红移，由于我们熟悉波的移动方式，这种移动通常被我们转化为衰退速度。然而，我们并没有测量实际的速度，我们正在测量运动的累积效应加上宇宙膨胀的效应。