首先感謝邀請。我們的宇宙誕生於138億年前的大爆炸，如果沒有那場大爆炸，今天世界將不復存在，你我也不會出現。以前就回答過一個相似的問題。粉絲就這麼問我說如果我以光速行駛的話，並且我擁有永恆的壽命，我朝著宇宙的一個方向一直走，一直走一直走，我是否能飛出宇宙或者說到達宇宙的邊界地區？

同理，這個問題也是一樣的。首先我們知道宇宙在發生膨脹，距離我們越遠的天體，其膨脹的速度就越來越快，他展示的什麼的就是我們所說的紅移值也就會越來越大，透過多普勒頻移的現象，我們知道了紅移代表著遠離，藍移則代表著靠近。而目前哈伯特外界所觀測到的最遙遠的天體距離我們又是131億光年，以超新星爆發為資料。以哈勃的最遠觀測位資料，我們就能得出宇宙的膨脹速度，也就是哈勃常數。

不過值得一提的是，在我們宇宙早期的時候，曾經有過一段暴漲時期，其膨脹的速度為超光速。我們知道物質是沒有辦法達到光速的，當物質速度越來越快的時候，它承受的質量也就會越來越大，因此它所需要的能量也會越來越強。目前來看沒有任何能量能使物質達到光速，因此物質是無法超越光速的，那麼宇宙膨脹的超光速現象是如何解釋的呢？

簡單的說就是不屬於物質中的時空。我們知道時間和空間是為一體的，當時間發生變化，空間也自然而然會發生變化，當空間發生變化時間也會發生變化，而宇宙膨脹的是空間，目前以人類物理學的三維宇宙定義來看，在三維宇宙中空間是不屬於物質的，所以即使空間發生了超光速膨脹，它也不違背愛因斯坦的光速不變定律。

所以宇宙超光速是不違背當代物理學定義的，而且最重要的一點是，目前來看支援宇宙膨脹的暗能量佔據了宇宙總質量的70%，因此宇宙會一直的加速膨脹，這也就代表了宇宙永遠不可能有邊界，即使你以光速航行，你也永遠無法飛出宇宙，因為你在以光速行駛的時候，宇宙正在以超光速進行膨脹。光速的定義約為每秒鐘30萬千米，但是超光速卻沒有一個準確的數值。

宇宙速度上限是光速是針對物質粒子而言的，宇宙膨脹的是空間的膨脹，不是物質的運動，所以宇宙膨脹可以大於光速。

在過去數年中，從各方面獨立觀測得到的結果，證實了宇宙加速膨脹的正確性，這包括宇宙微波背景輻射、宇宙的大尺度結構、宇宙的年齡、對於超新星更精確的觀測量、星系團的X射線性質。

宇宙加速膨脹是宇宙的膨脹速度越來越快的現象。以天文學術語來說，就是宇宙標度因子的二次導數是正值，這意味著星系遠離地球的速度，隨著時間演進，應該會持續地增快。這速度是哈勃定律裡所提到的退行速度。

宇宙膨脹導致退行速度超光速這個問題，首先要解釋一下什麼是共動距離和故有距離。

共同距離——指的是不隨宇宙膨脹而已變化的這一距離，因為測量度規和膨脹的空間是共動的，用於測量的尺子自身也在隨著空間的膨脹而變長，所以不管怎麼測，測量的都是原來的值。

固有距離——則用一把理想中的長度不會變化的尺子來測量，所以測出的距離應該是會變大。

宇宙學平時說的距離一般指的都是後者（固有距離），但是這個固有距離很難直接測量，因為所有東西都在膨脹去哪兒找一個固定不變的尺子，所以我們對於它的測量主要是靠光譜的紅移來間接推算，因為紅移量中的絕大部分都是由於宇宙膨脹導致的，也就是星系距離我們越遠，由於中間的空間膨脹的越多，波長可以被拉長得越長，所以它的紅移量就越大，當這個固有距離足夠遠時，對應紅移量的話，也就是該天體的紅移值足夠大時，它的推行速度就會超過光速，這個紅移值大概是1.67。目前觀測到的各種類星體基本都是大於該值的，所以對於這些遙遠的類星體來說，它們的退行速度已經大大超過了光速。

那我們為什麼還能看到它們呢？甚至還可能看到更遠的距離？

這是因為我們看到的光線其實是很久以前發出的，在那個時候這些天體還並不在今天這個位置上，而是相對於今天比較近的距離，但是當光發出後，雖然天體已經遠離我們而去了，但是之前發出的光還是會從之前那個相對比較近的距離慢慢射向我們，直到被我們看到，只是這部分光線在過來的途中，由於空間膨脹導致波長被拉長了而已，所以說那些遙遠的天體，它們並不會立刻從我們目光中消失，而是會隨著波長的拉長，頻率越來越低，直到無法被我們觀測到。

所有物質在宇宙中都是動態的，一切星體也一樣做有規律的運動。

物體的加速度，不可能超光速。

物體（星球）隨天體做挪移大運動時，可能會有光的速度。

膨脹是屬於爆炸式的丟擲，速度不能達到光速。

自然界是不連續的，存在著質的變化。創造並繼續影響著我們人類的宇宙，只是自然界的一部分，是一個相對獨立的封閉體系。

又由於普朗克常數h的普遍存在，以及所有的微觀粒子都具有波動性，說明我們的宇宙是由不可再分的最小粒子——量子構成的：

離散的基態量子構成空間，受到激發的量子成為光子，由高能量子組成的封閉體系就是物質。

於是，作為封閉體系的宇宙，存在著兩種不同的速度。其一是宇宙對外部空間的膨脹速度，其二是宇宙內部空間的傳播速度。這兩種速度是不同概念的速度，因而在兩者之間並沒有什麼必然的內在聯絡，進而也不存在相互的限制。

宇宙對外部空間的膨脹與否以及膨脹速度的快慢，只取決於宇宙內外部空間能量密度即空間壓強的對比。具體而言，宇宙的膨脹表現為宇宙內部空間量子間距的增大。

而宇宙內部空間傳播的速度，則是光子維持其相對於空間勢能的速度，僅與宇宙內部量子空間的能量密度相關，兩者成反比關係。

於是，在宇宙膨脹之初，宇宙的膨脹速度遠大於宇宙內部的傳播速度。為了保持宇宙內部的平衡，部分區域性高能量子被遮蔽起來，形成封閉體系，由能量轉變為質量。

然而，隨著宇宙的膨脹，宇宙內外部空間能量密度的比值以及宇宙內部空間的能量密度都將不斷地減小，從而使宇宙的膨脹速度小於光速。

於是，在我們的宇宙中，不僅終止了能量向物質的轉化，而且即便是已經生成的物質也會逐漸地解體，還原為能量，並最終迴歸為量子空間。

這個問題的重點在於，同學們必須區分宇宙膨脹速度，以及有質量物體速度。這兩個都叫做速度，其實代表的含義根本毫不相干；適用的公式以及原理都不相同，所以千萬不要混淆來理解。

有質量物質的速度必然受制於相對論

我們平時說的速度，是指在一小段時間間隔中，一個物體相對於另一個物體（或某個參照系）運動了多少距離。

愛因斯坦的相對論表明，任何物體相對於其他物體（或某個參照系）的運動速度都不能超過光速。從以下公式我們可以看出：

△v=|v1-v2|/√(1-v1v2/c^2)

任何有靜止質量的物質速度，都不可能超過光速，必然受限於愛因斯坦的相對論。

宇宙誕生之初，暴漲速度必然超越光速

宇宙大爆炸理論中，基本粒子和高溫起源於一次爆發力更強、時間更短暫的加速膨脹過程——暴脹（inflation）。其實更準確的說法是——暴脹發生在大爆炸之前。暴脹發生在宇宙誕生後的10^(-35)秒至10^(-33)秒之間，在這段時間裡，整個宇宙的尺寸膨脹了10^26倍。這時候的宇宙空間的膨脹速度，遠超光速。最堅實的證據來源於宇宙微波背景的觀測：

可以這樣直接的理解，當一個手掌大小的空間一瞬間膨脹到銀河系直徑的100倍時，光連一個原子核的距離都未曾跑到。但上述微波背景的觀測結果，確切的告訴我們，這一切已經真實發生。

現階段宇宙膨脹速度也可能超越光速

宇宙膨脹，使得兩點互相退行，由於不是物質移動的結果，並不是真正的“速度”，只是空間隨著時間變化發生了膨脹。我們應該使用空間度規函式以及速度微分公式來求解：

當兩點距離在宇宙中距離足夠遠時，膨脹退行速度，將超過光速，是成立的，而且並不違法相對論。

這就能為我們解釋，可觀測宇宙為什麼認定有137億年的歷史，它就是根據退行速度（72公里/秒*百萬秒距，百萬秒距即326萬光年）算出來的。

當經過137億年，宇宙半徑大約膨脹到460億光年，我們看到的河外星系，是它們幾十億年前發出來的光，而真實的星系，其空間膨脹速度已經超越了光速，從我們的歷史中永遠消失了。

結語

正是這個原因，人類可能永遠無法真正理解完全的宇宙。科學家推算，我們只能觀測到全部宇宙的3%。

但也可能由此確認，空間曲率的存在，或許會是人類超越光速限制的關鍵。

未來會怎麼樣，誰知道呢？

我是貓先生，感謝閱讀。

光速不變原理與質能方程

實際上，不能超光速是針對於物質、資訊、能量而言的，而不是針對於宇宙空間而言的。空間並非是物質、資訊、能量。所以，空間並不會受到光速的限制，而且宇宙膨脹也並不傳遞任何資訊。

那光速不變原理是咋來的呢？

簡單來說就是，牛頓和麥克斯韋的理論矛盾了，矛盾點在於參考系。

麥克斯韋方程推匯出來的光速表示式是：1/ε0μ0，由於ε0是真空介電常數，μ是真空磁導率，這兩個數都是常數，也就是說，光速在任何慣性參考系下都是光速，這就和牛頓理論中運動的相對性產生了矛盾。科學家想了各種辦法來解決這個問題，最終都失敗了。

於是，愛因斯坦以“光速不變原理”和“相對性原理”為基礎提出了相對論。在這套理論當中，愛因斯坦統一了時間和空間，他認為：

時間和空間一起組成四維時空，構成宇宙的基本結構。

在狹義相對論的這套框架下，愛因斯坦得出了許多有意思的結論，比如：時間膨脹效應，尺縮效應等等。

也就是說，牛頓的體系下，人們認為運動對於時間和空間是沒有影響的。而愛因斯坦則認為：

運動其實會影響到時空。

這些內容是他在1905年上半年完成的一篇名為《論運動物體的電動力學》中提出來的。這一年愛因斯坦發表了四篇開創性的論文，這一年也被稱為愛因斯坦的奇蹟年。這篇文章則是第三篇。

之所以會有第四篇，就是愛因斯坦在發表完第三篇之後，突然意識到這個理論還可以同時統一“質量”和“能量”，於是，他在下半年又發表了一篇名為《物質的慣性同它所含的能量有關嗎？》。

在這篇文章中，愛因斯坦提出了大名鼎鼎的質能方程。

提出了：物質和能量等價，後來也被稱為：質能等價。質能等價的意思是說，質量和能量其實是一回事，質量中蘊含的能量可以透過質能方程表述出來。所以，所謂的“質量轉化為能量”的說法是不正確的，因為它們壓根就是一回事。透過這個理論，愛因斯坦預言了：

引力可以使光束髮生彎曲。

在傳統理論中，光是沒有質量的，但是愛因斯坦認為光是具有相對論質量（這是因為它具有動能，質能方程告訴我們，能量和質量是一回事，所有有動能就有質量），而實際觀測中，也確實發現了光線彎曲。

當然，光線彎曲的說法到了廣義相對論，又有一套新的表述形式。不過，這並不是這次文章要講的，就不贅述了。

那愛因斯坦為什麼能夠統一“質量”和“能量”呢？

這是因為，愛因斯坦透過推導，得出了運動物體的質量應該下面這樣的結果：

其中m0是靜質量，從這個表示式中，我們可以出這樣的結論：

靜止質量不為零的物體是不可能達到光速的，只能低於光速。靜止質量為零才能達到光速，但並不能超過光速。

光其實就是靜止質量為零，所以光可以達到光速。（實際上，參與強相互作用的膠子也是，只不過由於夸克禁閉，我們還無法發現自由存在的膠子）

空間膨脹為何可以超光速？

而開頭我們也說到了，宇宙空間其實是沒有質量的，也不是能量，更不是資訊。因此，它就沒有所謂的靜止質量，也不需要受到光速不變原理的限制。那事實上呢？

在宇宙大爆炸之初，第一秒內，宇宙膨脹就超過了光速。

這也被我們稱為大暴脹。大概是說，在短短的時間內，把當時的宇宙看成是一粒沙子，它一下子膨脹了到可觀測宇宙那麼大（直徑930億光年），然後在把可觀測宇宙看成像沙子那麼大，再膨脹到可觀測宇宙那麼大，一共加倍了100次，也就是2^100。這個過程是遠遠超過光速的。

其次，在距今46億年前，宇宙開始加速膨脹，而根據模型計算，以地球為參考系，宇宙很多地方膨脹的速度早就超過了光速。

這是1998年，兩個科學小組分別獨立觀測1a型超新星得到的結果，並且於2011年相關的負責人獲得了諾貝爾物理學獎。

這裡多說一句宇宙膨脹的特點，我們可以想象一下機場的直行電梯，宇宙的膨脹就好比，你是在中點，空間就好比在你周圍一圈都是遠離你的直行電梯，而各種天體就在直行電梯上，所以天體並沒有動，動的是直行電梯也就是空間而已，而這看起來就好像天體在動。所以，膨脹是整個宇宙等比例地在膨脹。

最後，我們來總結一下：

光速不變原理其實是牛頓理論和麥克斯韋方程出現矛盾之後，又無法調和的產物，也符合奧卡姆剃刀原理。它是用來限定物質、資訊、能量的。透過質能方程，我們可以知道靜止質量不為0的物體是沒辦法達到光速的，只有靜止質量為0，才能達到光速。空間既不是物質，資訊，也不是能量，不會受到光速不變原理的限制。

宇宙膨脹速度大於光速指的是相對速度的概念，其最大值是2倍光速，即可視宇宙邊界彼此兩端的遠離速度，更大的速度已超出可視宇宙範圍，在現實世界中絕對不會出現，所以沒有意義。

而題中說的:有質量的物體不能超過光速指的是宇宙中的絕對速度，即物質在空間中，在單位時間內產生的位移量，參照物是空間本身。按照廣義相對論，有質量的物體不能超辻光速是沒有問題的。

那麼宇宙空間的膨脹速度如果用絕對速度來衡量，用空間為參照物來測量空間的變化？這個永遠沒法實測，只能用思想試驗了。即在時間軸上，每一個單位空間相對於時間軸上前一個單位空間的擴大量。這樣的空間膨脹速度會隨著單位空間的大小而變化。

空間膨脹有幾個特徵，一:在現實中空間膨脹可視為絕對零值，由於空間的不可直接觀測，它所產生的膨脹數值會疊加到物質的遠動速度上來（即空間膨脹推動），二:膨脹係數極其微弱，是宇宙中最慢的速度，因為在宇宙中所有的物質速度都疊加了空間的膨脹速度，無一例外，而且不論運動方向。三:空間膨脹的加速度是負值，至於天文觀測中看到的空間膨脹加速現象，那只是大尺度空間膨脹係數磊加的結果。

事實證明有質量的物質可以超光速！因為沒有引力約束的區域慣性可以無限大，宇宙中到處是超光速，有些人卻自欺欺人認為是空間在膨脹，實際不是空間膨脹而是物質有引力的能量聚合物質也有反向的能量撒發物質，整個宇宙的真空可以看成是物質的的能量撒發成的密度極低的物質，宇宙物質的聚合與分撒是同時進行無始無終，宇宙物質分撒過於稀疏就會全宇宙於重新聚合，到一定程度就會反覆這L過程，不會是無限小或無限大！

在真正的真空中，固體物質是可無限加速的。比如一個物體在真空中以每秒三十萬公里速度飛行，這時突然有個外力以每秒0，1公里的速度，做用在其上面，這物體就超光速了。不用多久，人類一定會有超光速的宇宙飛行器。