众所周知，宇宙的年龄是138亿年，按照大爆炸宇宙理论，宇宙中最早的光诞生于138亿年前，宇宙膨胀至今直径顶多是276亿光年。那为什么科学家们说目前的可观测宇宙的直径为930亿光年？
因为宇宙一直都在以超光速膨胀
宇宙在超光速膨胀并没有违反任何物理规律。爱因斯坦的相对论中说真空中的光速是宇宙中物体运动速度的极限，那说的是有静止质量的物体的运动速度不能超过光速，却并没有规定空间的膨胀速度不能超过光速。我们的宇宙之所以这么大，就是因为空间在持续不断的以超光速膨胀。
20世纪20年代，美国天文学家埃德文哈勃发现河外星系正在远离我们。河外星系的视向退行速度与距离成正比，离我们越远的星系退行速度越快。据美国宇航局公布的最新测量结果，星系距离我们每增加326万光年，退行速度就增加74千米每秒。
上图为爱德文·哈勃
哈勃的这一发现使我们认识到宇宙正在膨胀。而且据此还可以推断，在很久很久以前，宇宙之间星系之间的距离更近，物质密度也更大，那么早期的宇宙可能诞生于一个原始火球，这为大爆炸理论提供了有力的证据。
星系之间之所以在相互远离，就是因为宇宙空间在膨胀，而不是由于星系的运动造成的。我们可以这样理解宇宙空间的膨胀，相信许多人都吹过气球吧，当气球膨胀时，气球上任意两个点之间都在相互远离，距离被拉升，而宇宙空间的膨胀就与它类似，因而宇宙并不存在于一个特殊的膨胀中心。把气球上的点换成星系，那么就很好理解星系之间为什么会相互远离了，并且距离越远的相互远离的速度越快。
如上图所示，宇宙像气球一样膨胀。
通过对遥远超新星的观测，科学家们发现宇宙不仅在膨胀，而且目前正在加速膨胀，发现了该项研究成果的三位天体物理学家也共同分享了2011年的诺贝尔物理学奖。究竟是什么原因是宇宙加速膨胀？科学家们认为这与占宇宙总质能68%的暗能量有关。
上图为宇宙的膨胀历程
天体距离我们那么远，科学家又是如何知道是空间在膨胀，而非星系在相互远离？
哈勃通过星系的光谱发现河外星系在远离我们。哈勃发现河外星系的光谱线会向红端移动，距离越远的星系红移量越大，这被称之为宇宙学红移。之所以会产生红移，就是因为空间的膨胀把光波拉长了。
产生这种红移现象的原因是空间膨胀而不是星系远离造成的。
有三种原因可以产生光谱红移现象，包括多普勒红移、宇宙学红移和引力红移。多普勒红移是由于观察者和光源的相互远离而产生的；宇宙学红移是由于空间的膨胀产生的；引力红移是受引力源作用而产生的，需要黑洞级别的引力源才能产生明显的红移现象。在较近的区域内，由于星系的视运动较明显，多普勒红移与宇宙学红移很难区分开来，只有在相当遥远的距离（上亿光年以上）上才能区别这两者所引起的谱线差异。
正是因为以上发现，才证明了宇宙空间在膨胀，而不是星系在远离。我们并不处于宇宙中心，在任何位置观测得出的结论都是星系之间在相互远离，而我们所看到的这种现象正是宇宙空间的膨胀造成的。
为什么星系内部察觉不到宇宙膨胀这种现象？
那是因为在几百万光年以内的小尺度范围内，引力的作用强度远大于迫使空间膨胀的力量，只有在大尺度范围内才能看见天体之间在相互远离。
正因为如此，星系内部才观察不到宇宙在膨胀，星系也正是在引力的作用下才维持稳定的。虽然宇宙在膨胀，但仙女座与银河系正在引力的作用下相互靠近，据科学家预测，在30多亿年之后，仙女座星系和银河系将会发生碰撞融合，形成一个更大的星系。
为什么可观测宇宙的直径有930亿光年？
最早的光从宇宙诞生之初就开始传播，光以光速在宇宙中传播了138亿年才到达了我们的眼中，正是因为空间的超光速膨胀，才使光仅用一百多亿年的时间就走完了几百亿光年的路程。按照大爆炸理论模型计算，在电磁波范围内可观测宇宙的直径有922亿光年。
根据大爆炸理论，在宇宙诞生之初的38万年时间里，宇宙间还是一片混沌，物质的密度很大，光也不能自由的传播。这意味着这段时间内的情况用光是观察不了的。即使这么短的时间，宇宙就已经膨胀了8亿光年，因为当时宇宙正处于暴涨时期。要想观察到这段时间内的情况就需要用到引力波。
如图所示，天体之间的引力作用在空间中激起涟漪，形成引力波，并向远方传去。
那么合计起来可观测宇宙的直径就是930亿光年了。算上不可观测的部分，宇宙的实际大小肯定还要大上很多。
如果未来宇宙继续加速膨胀，那么总有一天，星系之间将会变得非常遥远，以至于附近其它星系的光永远也不能被我们所观测到，宇宙将会变成一片黑暗和死寂。
热爱科学的朋友，欢迎关注我。
