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星系 如何以超光速遠離 我們 ？
如果 宇宙（Universe）中存在一條絕對定律，那就是沒有任何物質的運動速度能超過光速。
對於 科幻 愛好者來說，這或許有點令人沮喪。
宇宙浩瀚無垠，雖然 光速（Speed of light）對我們人類來說已經是極快的，但在星際尺度上，它卻慢得像冰川一樣。
即使光子的速度約為 每秒 30萬公里（300,000 kilometers），到達距離 太陽 最近的恆星也需要四年以上的時間。
但我們必須謹慎表述這條普遍定律。更具體地說，沒有任何物質能夠以超光速在太空中穿梭。
這聽起來可能有些吹毛求疵，但事實證明，它具有舉足輕重的宇宙意義。
要理解其中的原因，我們必須觀察宇宙本身的行為。宇宙最重要的活動之一就是 膨脹。
它每天都在膨脹。一個多世紀前對此進行的基礎觀測表明，遙遠的星系似乎正在遠離我們——不僅如此，
更遠的星系運動速度更快。
這就是爆炸的原理：在爆炸後的某個時刻，運動最快的物質會離我們最遠。宇宙起源的大爆炸模型的想法
就源自於此。
宇宙膨脹可以用速率來衡量，這意味著在距離我們一定的距離處，星系將以一定的速度遠離我們。
在不同的距離處，星系將以不同的速度移動。我們用美國 哈伯太空望遠鏡（Hubble Space Telescope，HST） 常數來衡量
膨脹速率。 我們對此的最佳測量值約為 每秒每百萬秒差距 70公里（70 kilometers per second per megaparsec）
換句話說，距離我們 一百萬秒差距（約326萬光年 / 3.26 million light-years）的星系將以每秒70公里的速度後退。
距離我們 兩百萬秒 差距的星系的運動速度將是光速的兩倍，即140公里/秒，以此類推。
然而，以此推斷會為我們帶來麻煩：不難看出，在距離我們一定距離的地方，退行速度將等於光速。
如果你用光速除以哈伯常數，計算一下，你會發現這個距離大約是 140億光年（14 billion light-years）。這個距離被稱為
哈伯球（Hubble constant），任何比這個距離更遠的物體——從我們的角度來看——的運動速度都 比光速快。
事情就在這裡變得奇怪了。
（「哦，是的，這就是發生這種情況的地方，」我猜你會想。）
宇宙實際上比這要大得多。我們知道宇宙誕生於大約 138億年前（13.8 billion years ago）。
幾億年後，星係就形成了。當我們看到來自遙遠星系的光時，它需要大約 120億年（12 billion years）才能到達我們這裡，
但在此期間，宇宙已經膨脹了。
所以光實際上必須傳播遠超120億光年才能到達我們這裡。當光到達我們這裡時，該星系距離我們大約有 230億光年
（ 23 billion light-years）。
這意味著在我們的 哈伯球（Hubble constant）之外存在著星系，它們正以超光速遠離我們！ 這怎麼可能？
現在我們回到謹慎措辭的問題。是的，沒有什麼能在太空中比光速更快。但這些星系並非在太空中移動，而是隨著光速移動。
因為——更詳細地說——太空 本身正在膨脹，而這改變了一切。
最終的速度極限只對物質實體有意義，但太空並不包含在這個定義中。它可以以任何它想要的速度膨脹，這意味著在距離我們
一定距離的地方，它的膨脹速度比光速還快。
嵌入太空結構中的星系會被它捲走，因此一旦超過某個閾值——在本例中是 哈伯球（Hubble constant）的邊界——
它們就會以超光速遠離我們。
一個不太恰當的比喻：想像一下，一艘船在海上以每小時20公里的速度在水面上行駛。
如果這艘船正朝著遠離你的方向駛去，你會看到它以這個速度移動。但現在想像一下，船在水流中以每小時30公里的速度遠離你。
你會測量到船的速度是每小時50公里，即使船相對於水的速度只有每小時20公里。需要說明的是，這只是一個比喻，
不應該過度解讀。但它有助於理解其中的原理。
所以星係可以以超光速的速度遠離我們。但我們能看到它們嗎？
你可能會天真地認為答案是否定的，因為宇宙膨脹得太快，光無法追上我們。
但事實並非如此。想像一下 哈伯球（Hubble constant）外的一個星系。我們看到它以略高於光速的速度遠離我們。
但從它的角度來看，它發出的光經過一段時間後很容易到達 哈伯球 的邊緣，因為邊緣離星系並不遠。而一旦光穿過這段距離，
根據定義，它就能到達我們！
這意味著我們實際上可以看到超出該距離的星系，即使這些星系的退化速度比光速還快。
順便說一句，這也意味著從我們 哈伯球（Hubble constant）外星系的角度來看，銀河係正以超光速遠離它們。
沒錯：從某種宇宙視角來看，即使你一動也不動地坐在椅子上，你現在也正在突破宇宙速度極限。
但事實上，我對此相當溫和，也相當含糊，因為這一切都極為複雜。要真正理解，你必須引用 物理學家 愛因斯坦
（Albert Einstein） 的 廣義相對論，而這會讓事情變得更加複雜。 相對論 （Theory of relativity）物理學
很好地描述了這一切，但將其轉化為文字卻很困難。這就像試圖僅用文字來描述一首交響樂；你可以談論它的音量和音高，
但如果不聆聽音樂，這些文字就不可能真正描述它。
令我驚訝的是，如此多的人不僅理解 廣義相對論（英語： General Relativity）的含義，還在日常生活中運用這一物理學原理，
試圖理解宇宙的行為——這門學科被稱為 宇宙學。
更令人稱奇的是，最初提出這個想法的人竟然是愛因斯坦。事實證明，愛因斯坦非常聰明。
然而，在過去的一個世紀裡，來自世界各地的大量天文學家的辛勤努力才使我們在宇宙探索中取得了今天的成就。
而我們距離理解這一切還很遙遠。還有太多東西要學習，而且──在不斷膨脹的宇宙中──我們可能永遠無法到達它的極限。
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