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早在上個世紀初，天文學家哈勃發現了著名的哈勃定律。原來宇宙中的星系大都相對於銀河系快速離去，這種現象只能用空間膨脹來解釋。空間自身不斷膨脹，空間中的星系被迫互相遠離。
早在哈勃定律發現之前，物理學家根據廣義相對論推導出弗裡德曼方程，再通過求解這個方程發現，宇宙空間不可能保持穩定。宇宙要麼在坍縮，要麼在膨脹，哈勃定律的發現支持了宇宙膨脹的觀點，宇宙大爆炸理論由此逐漸確立起來。
根據宇宙大爆炸理論，宇宙從138億年前的奇點中膨脹而來。早期的宇宙非常熱，也非常緻密，光子無法自由傳播，宇宙是不透明的。經過38萬年的空間膨脹，宇宙變得足夠冷、足夠大之後，光才在宇宙中發射出來，這被稱為最後散射面。
當我們觀測宇宙時，最遠只能看到最後散射面，再遠就無法通過電磁波手段進行觀測。通過計算可知，當年的最後散射面因為空間膨脹已經退行到了465億光年之外，這就是我們所能觀測到的宇宙極限。
在過去的138億年裡，可觀測宇宙從很小的尺度膨脹為半徑465億光年的範圍，顯然，空間的膨脹速度遠超光速，可達3.3倍光速。既然如此，人類是否註定永遠無法離開可觀測宇宙？
雖然愛因斯坦的相對論把物體的運動速度限制在光速，但這並不會限制我們星際旅行，也不會限制我們飛出可觀測宇宙。
狹義相對論表明，只要宇宙飛船的速度接近光速，其時間和空間將會被大幅度壓縮。如果可以讓宇宙飛船的速度加速至光速的99.999999999999999999977%，對於宇宙飛船而言465億光年的距離將會縮短為1光年，以這樣的速度飛到可觀測宇宙的邊緣只要1年的時間。速度越接近光速，所需的時間越短。
可觀測宇宙邊緣不是宇宙的盡頭，這只是我們所能觀測的宇宙。在外面，還有未知的不可觀測宇宙，其範圍估計有24萬億光年。宇宙飛船以足夠接近光速的速度飛行，最終可以飛到不可觀測宇宙中。
另一方面，廣義相對論表明，物體會讓平坦的時空發生彎曲，通過時空效應能讓宇宙飛船實現超光速。提供這種動力的引擎被稱為阿庫別瑞引擎，或稱曲速引擎，它能讓宇宙飛船的後方空間發生擴張，讓前方空間發生收縮，宇宙飛船能夠一直乘坐「曲速泡」前進，從而實現超光速飛行。
此外，廣義相對論預言的負物質還能給時空開啟一個穩定的通道——蟲洞，這可以連接宇宙不同地方的時空。如果蟲洞的一端在地球，另一端在可觀測宇宙之外，那麼，只要我們穿過這個蟲洞，就能抵達不可觀測宇宙。
雖然離開可觀測宇宙在理論上是可行的，但距離真正實現還有很長的路要走。目前，人類還沒有飛出銀河系，就連太陽系都沒有離開過。但不管怎樣，人類星辰大海的徵途不會停止，那些天方夜譚的星際旅行在未來都有可能會成為現實。