在我们糊口的宇宙中，万物都需要在既定的物理框架下运行，而这些框架就是我们所说的科学，也是宇宙的根基法例。
此中有一个法例虽已经深切人心，但我们有时仍是会对其发生质疑，并且我们也很甘愿答应挑战这个所谓的根基法例。
它是由爱因斯坦在一百多年前提出，即：宇宙中存在一个最终的速限制，也就是光在真空中传布的速度（ 299,792,458 m/s）。
在物理学中我们认为，任何无质量的粒子在真空中的速度都必需是光速，今朝我们所知道的光速粒子有三个，别离是光子、胶子和引力子。
任何有质量的粒子都必需在低于光速的速度下运行，哪怕是此刻所知最轻的中微子只有1.1eV的质量，比第二轻的电子轻了（5.11×10^5eV）快要1/50万，它的速度也无法在真空中达到光速。
那么问题是，宇宙的时空布局为何可以以超光速的速度在膨胀？甚至是导致一些复杂的星系远离我们速度也超光速了？
这似乎违反了光速不成超越的根基法例？下面我们就说下这个问题。
1905年的时辰，爱因斯斯坦提出了具有革命性意义的狭义相对论，改变了我们之前对固有时空的观点，例如：尺缩效应和时候膨胀效应。
这两个效应的神奇水平不亚于魔法一般，此中狭义相对论的降生来历于爱因斯坦对光的思虑，而且提出了三个根基的命题，这也是狭义相对论的奠定石。
1、非论您是谁，非论您处在如何的状况，光速对您来说都是恒定不变的。
2、非论您处在如何的位置、非论您以如何的体例在活动，您所看到的物理定律都是一样的。
3、光的传布不需要任何的介质，有时候和空间足以。
这三个根基命题最令人头疼的就是光速不变道理，因为这个道理违反了我们日常的糊口经验，还有速度叠加在我们糊口中到处可见。
例如：两个相标的目的、同标的目的行驶的车，它们之间的速度知足叠加道理；您骑个自行车，标的目的前扔个小球，在地面上的人看来，小球的速度必定要加上自行车的速度。
可是光速不是这样的，它相对于任何事物，都是同样不变的速度。
这件事对我们来说底子无法理解，可是早在1881年科学家阿尔伯特·迈克尔逊和爱德华·莫雷就经由过程尝试的手段证实了光速不变。
尝试的根基道理是这样的，制造一个干与仪，在光源处发射一束光，当光颠末分束器的时辰，会将光线分为两束互相垂直的相关光，这两束光具有不异的波长。
接着这两束光颠末不异的传布距离再次被反射回来，就会形当作新的干与图案。这里有个关头点，若是一条分量上的光速发生了转变，那么它就会相对于别的一个分量上的光发生滞后。
在两束光相遇的时辰干与条纹就会发生转变。可是尝试的成果是，即使地球在宇宙中以大约30公里/秒的速度绕太阳运行，干与条纹也没有发生转变。
这申明不管是哪个分量上的光，都不会因为地球如斯快速的活动，而速度发生转变。依然会连结光速。不知足我们认为的速度叠加道理。
所以光速不变并不是爱因斯坦的凭梦想象，而是尝试的成果。固然光速不知足于简单的速度叠加，可是相对于光速的活动，会让我们看到光线的红移和蓝移现象。
在1916年，爱因斯坦最大的当作功就是将引力纳入了相对论中，为我们重塑了宇宙的时空布局，在此之前我们用牛顿的引力理论去诠释万物。
可是呈现了一些问题，例如在大质量天体或者能量下牛顿引力不敷精准，诠释光线弯曲的问题上也一样，而广义相对论的呈现就解决了以上的问题，牛顿引力也当作为了相对论引力的一个近似值。
广义相对论将引力诠释为质量/能量对宇宙时空的弯曲，而弯曲的时空又影响着宇宙万物的活动。水星轨道异常进动问题，以及1919爱丁顿对日食的不雅测证实了广义相对论的准确。
新的引力理论和时空概念，让我们熟悉到我们身处的宇宙不成能是精美的，它要么在引力的感化下缩短，要么膨胀，总之爱因斯坦的宇宙是一个动态的宇宙。
其实早在1924年，天文学家就不雅测到宇宙中的星系与我们之间的距离和星光的红移之间有着紧密亲密的联系，固然星系都在宇宙中相对活动，没有绝对静止的物体，但这个相对的速度只有每秒几千公里。
而我们不雅测到星光红移量要远弘远于星系相对于活动所能带来的红移结果。而且我们发现这些星系离我们越远红移量越大。
按照爱因斯坦的理论，科学家们当即就意识到了我们处在一个加快膨胀的宇宙傍边，星系退行速度跟着距离的增大是因为整个宇宙的时空在加快膨胀。
这就跟您蒸面包一样，面团里面的葡萄干就像是宇宙中的星系，当面团膨胀变大的时辰，里面的葡萄干会互相远离对方，而且最远的那个葡萄干似乎远离的速度更快。
但这不是因为葡萄干或者星系在活动，它们自认为本身一向处在静止状况，而变大的是整个面包或者是时空。
例如，您此刻上海栖身，而别的一小我在海说神聊京栖身，您们一年时候都没有分开本身地点的城市，您们都认为本身是静止的，若是地球在膨胀，那么您们也会认为对方在远离本身。
星系也是一样的事理。宇宙中的第一批星系呈现在宇宙降生后的数亿年间，它们刚呈现的时辰，所发出的光线就起头标的目的别传播。
颠末了130亿年甚至是更长的时候，星系的光才达到地球。这些光线刚被星系发出来的时辰，可能在紫外线波段，但因为空间在膨胀，光线已经被拉伸到了红外线波段。
我们接收到这些光线，颠末测量红移值，我们就得出了星系正在加快远离我们，并且速度已经跨越了光速。
但现实上这些星系底子就没有动，更没有相对于空间以光速活动，它们相对于空间的速度估量只有2%的光速，甚至更低。
我们说光速是宇宙中的极限速度，意思是万物相对于空间的活动速度不克不及跨越光速。而这个法例并没有限制空间自己，空间的膨胀速度并没有上限，而且它并不会违反因果论，也不会传递任何信息。
最本家儿要的是，空间的膨胀并不是我们日常平凡认为的物体的速度，而是单元距离的速度转变率，单元是 km/s/mpc，更像是一个频率。
空间的加快膨胀导致了宇宙虽说只有138亿年，但我们此刻能看到的星系，或者是宇宙的规模已经达到了461光年的距离。
并且今朝180亿光年以外的位置，星系奉行的速度已经跨越光速，即使我们此刻以光速追这些星系，也永远无法达到。
