为什么可观测的宇宙比它的年龄暗示的要大？

宇宙的年龄估计为138亿年，而目前的理论认为，没有什么可以超过光速的，这可能导致一个错误的结论，即宇宙的半径不能超过138亿光年。

维基百科处理这种误解的方法如下：

仅当狭义相对论下的静态静态Minkowski时空概念正确时，这种推理才有意义。正如哈勃定律所证明的那样，在真实的宇宙中，时空以与空间扩展相对应的方式弯曲。作为光速乘以宇宙学时间间隔而获得的距离没有直接的物理意义。→ Ned Wright，“为什么在新闻稿中不应使用光传播时间距离”

但这并不能解决我的问题，而且高中以后没有科学或数学背景，进一步阅读哈勃定律也无济于事。

我见过的一个外行人的解释提供了一种解释，即宇宙本身不受与内部事物相同的法律约束。就这些事情而言，这是有道理的，但是上面的引用（“将光速乘以宇宙学时间间隔得到的距离没有直接的物理意义”）似乎比这更笼统。

谁能提供（或指导我）一个好手的解释？

为什么可以看到的最大距离的最简单解释不仅仅是光速与宇宙年龄的乘积，还因为宇宙是非静态的。

不同的事物（即物质与暗能量）对宇宙的坐标有不同的影响，并且它们的影响会随着时间而变化。

所有这些的一个很好的起点是分析哈勃参数，假设我们可以测量宇宙的当前构成，那么它可以在过去或将来的任何时候为我们提供哈勃常数：

$$H(a) = H_{0} \sqrt{\frac{\Omega_{m,0}}{a^{3}} + \frac{\Omega_{\gamma,0}}{a^{4}} + \frac{\Omega_{k,0}}{a^{2}} + \Omega_{\Lambda,0}}$$ ，其中下标，，，和上参考密度参数物质（暗的和重子的），辐射（光子和其他相对论粒子），曲率（仅当宇宙整体偏离空间平坦时才起作用；证据表明它与平坦一致），最后是暗能量（您会注意到，无论宇宙的动态如何发挥作用，它都将保持不变）。我还应该指出$m$$\gamma$$k$$\Lambda$$\Omega$$0$下标表示今天所测的数。

的在上述哈勃参数被称为比例因子，它是在宇宙的开端等于1今天和为零。为什么各个组件与规模不同？好吧，这完全取决于您增加包含内部物品的盒子的大小时会发生什么。如果在方格1米的一侧有1千克的物质，并且每侧增加到2米，那么这个新方格内部的物质密度会如何变化？它减少了8倍（或）。对于辐射，您会发现其中的粒子数量密度类似地降低，并且由于波长随盒子尺寸的扩展而增加的附加因子，这使我们$a$$a$$2^{3}$$a^{3}$$a$$a^{4}$。在同一类型的思维实验中，暗能量的密度保持恒定。

由于随着宇宙坐标的变化，不同的成分会发挥不同的作用，因此宇宙历史上存在着相应的时代，其中每个成分都主导着整体动力学。弄清楚也很简单。在小比例因子下（非常早），最重要的成分是辐射。通过以下表达式可以非常接近地估计Hubble参数：

$$H(a) = H_{0} \frac{\sqrt{\Omega_{\gamma,0}}}{a^{2}}$$

大约：

$$\frac{\Omega_{m,0}}{a^{3}} = \frac{\Omega_{\gamma,0}}{a^{4}}$$ $$a = \frac{\Omega_{\gamma,0}}{\Omega_{m,0}}$$ 我们具有物质辐射相等性，从现在开始，我们现在拥有控制宇宙动力学的物质。对于物质暗能量，可以再次做到这一点，其中人们会发现我们现在生活在宇宙的暗能量主导阶段。生活在这样一个阶段的一种预测是宇宙坐标的加速 -已经得到证实（参见：2011年诺贝尔物理学奖）。

因此，您会发现，找到与宇宙视界的距离比将光速乘以宇宙的年龄要复杂得多。实际上，如果您想找到该距离（通常称为到宇宙地平线的共同移动距离），则必须执行以下积分：

$$D_{h} = \frac{c}{H_{0}} \int_{0}^{z_{e}} \frac{\mathrm{d}z}{\sqrt{\Omega_{m,0}(1+z)^{3} + \Omega_{\Lambda}}}$$

通常将发射红移设为，即最后一个散射的表面。事实证明，这是我们作为观察员的真实视野。曲率通常设置为零，因为我们最成功的模型表明宇宙是平坦的（或非常接近平坦的），辐射在这里并不重要，因为它以较高的红移为主。我还想指出，这种关系是从Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker度量得出的，该度量包括曲率和膨胀。这是Minkowski指标所缺少的。〜$z_{e}$$\sim 1100$

简而言之：事物自身无法以比光更快的速度移动，但是由于万能膨胀，它们可以比光移动得更快。距离越远，他们走得越快。

我只是在想这个，这是我的外行人的解释。假设您在一张皱巴巴的纸上追踪两个点，这些点在移动，但是随着它们的移动，纸张也会变得“未弄皱”，点之间的实际距离将大于它们之间的距离之和旅行。

完全不科学的解释...

想象宇宙是一个气球。两个物体开始彼此靠近，但在相反的表面上。气球的膨胀使它们以相等的速度彼此远离，其速率使得来自一个气球起点的光几乎占据了整个宇宙的历史，从而到达了另一个星球。两个NOW之间的距离不是宇宙年龄的两倍-因为您不能“穿越”气球-而是必须绕着气球的表面绕行... 13.8 * PI十亿光年= 430亿光年。

并非严格正确，但至少可以避免过多担心天体物理学和宇宙学！