光速限定的可觀測宇宙
可以說，光既讓人類可以探索宇宙的奧妙，也限制了人類的“視野”，讓我們只能看到宇宙的一部分，這就是可觀測宇宙。
相關研究表明，目前可觀測宇宙半徑約為465億光年，也就是說，從地球望向宇宙的人類，只能觀測到465億光年以內的宇宙，這與光的傳播速度密切相關。
蔡一夫介紹，可觀測宇宙，也被稱為哈勃體積，指的是一個以觀測者作為中心的球體空間。這個球體空間的體積可以讓觀測者採取任何可行的方式觀測到該範圍內的物體“在可觀測宇宙範圍內，物體發出的光有足夠時間和可能性到達觀測者。”蔡一夫解釋道，“必須指出的是，可觀測宇宙中‘可觀測’這個名詞指的並非是現實世界中人類的技術可觀測。而是不依賴於現代技術的探測能力，僅僅代表著理論上光線或是其他信號從物體傳播到觀測者的可能。事實上，憑借著人類目前的觀測技術，我們可以實際觀測到的宇宙範圍遠小於可觀測宇宙的範圍。”
“可觀測宇宙的範圍是有限的。這歸根結底是因為光速是有限的，同時目前宇宙的年齡也並非是無限的。”蔡一夫指出，因此光只能在有限的時間裡，傳播有限的距離，進而造就了範圍有限的可觀測宇宙。
眾所周知，光年是光一年行進的距離。在宇宙誕生以來，假使光一刻不停地跑，也最多只跑過了138億光年的距離。然而，可觀測宇宙的範圍卻並非是138億光年，這是為什麼呢？
“在宇宙大爆炸的早期，宇宙很可能經歷過暴脹過程，在暴脹時整個宇宙時空以指數爆炸的形式不斷增倍膨脹。在極短的時間內宇宙就產生了非常巨大的體積。”蔡一夫說。
我們可以試想一下，假設宇宙正在膨脹，但光波還朝著地球的方向傳播，這就好比一個人在機場的直行電梯上，逆著電梯運行方向走。這個電梯就好比膨脹的宇宙空間，這個人就好比光波。所以，即使這個人走到了你面前，他所走過路徑其實比你看到的要長得多，而他的出發點其實也比你看到的要遠上許多。因此，如果把膨脹效應考慮進去，則可觀測宇宙的範圍就是465億光年。
事實上，可觀測宇宙的半徑並非一成不變的。蔡一夫指出，正因為光速是宇宙中最快的速度，在宇宙大爆炸之後，部分宇宙中的天體因為距離地球太遠，導致了其發出光線到現在為止也未能到達地球。在未來，這些光將有可能到達地球，進而拓展可觀測宇宙的範圍。（記者 李詔宇） |
