狹義相對論告訴我們,光速是這個宇宙中最快的速度,是只能接近,無法超越的速度。這個理論是人類認識宇宙的基礎,是科學家們最普遍贊同的一個理論。在這個宇宙中,任何存在質量的物體,都必須屈服於光速。但是,宇宙的膨脹卻是一個例外。
哈勃紅移和宇宙微波背景輻射告訴我們,我們的宇宙極有可能是來自於138億年前的一場大爆炸。如果這個理論是正確的,那就意味著所有物質的運動最早也是從138億年前開始的,就算這些物質以光速連續運動了138億年,它們之間相隔最遠的距離也應該是不大於138億光年的啊,為何宇宙中會有間隔200億光年的天體,為什麼我們可觀測宇宙的直徑又是930億光年?

如果光速真的是無法超越的,那麼任意兩顆天體之間的距離應該不大於138億光年,為什麼會有間隔超過138億光年的天體呢?這是否意味著光速被超越了,狹義相對論被打破了呢?
其實狹義相對論還是穩如泰山,這裡我們要理解狹義相對論的規定,它說的是任何具有質量(能量就是質量)的物體,其速度不可能超過光速。或者可以這麼說,在一個時空中,任意兩個觀測者,在同一事件上的相對運動速度都無法超過光速。所以說,光速不變只適用於同一時間同一地點的物體。
舉個例子,有兩艘飛船,分別從你的左右方向以0.8倍光速飛出去,你在飛船觀測者眼中遠離的速度卻始終是0.8倍光速,那麼這時候這兩艘飛船之間的相對速度是是多少呢?一般人肯定會直接用伽利略變換計算,兩艘飛船之間的相對遠離速度為1.6倍光速,但是這是錯的。
這時候兩艘飛船處於高速運動狀態,我們不能使用伽利略變換,而應該使用洛倫茲變換進行速度疊加計算,它們之間相對遠離的速度大約是0.98倍的光速。這就是狹義相對論的計算方法,光速並沒有被超越,是不是有一點世界觀被顛覆的感覺。而我們宇宙的膨脹在從某種角度上來看也可以這麼解釋。
上面我們說了,光速限制只能夠限制同一時空事件中的兩個物體,在這種情況下,由於空間結構本身變化而導致的物體分離現象,並不會受到任何額外運動的影響。通俗地說就是,如果你看到了一個物體,你和這個物體之間的空間正在膨脹,這個物體在你看來就會更快地遠離你而去了(空間收縮會導致加速接近)。
但是無論這個空間怎樣膨脹,都必然會導致紅移現象(空間收縮會導致藍移),這個現象會讓你感覺這個物體正在加速遠離你,即使在此之前它的相對論運動速度是零。這樣我們就可以解釋我們看到的星系超光速遠離現象,這並不是星系的運動超過了光速,而是空間在膨脹。空間結構變化的速度比我們在光速下所能覆蓋的距離大得多,這並不是物質的運動,而是宇宙的基本性質。
這就是神奇的宇宙,它以其獨特的魅力吸引了無數的科學家去探索。當未來的某一天,我們人類能夠直接看透宇宙的本質的時候,我們或許就會發現一個全新的,截然不同的新世界。
這時候,我們或許就會發現,我們人類乃至一切生命本身或許只是一堆粒子的相互作用而已。我們一切的情感,見聞,思考和回憶,乃至我們一切的認知,都只是基本粒子在自身的特性下進行的無意識運動。或許,宇宙中的生命和荒蕪其實並沒有本質的區別。