可观测宇宙直径930亿光年，这个范围到底是咋来的？

可观测宇宙

要理解“可观测宇宙”这个概念，我们得先从一个观念说起。我们举个常见的例子：照镜子。

虽然看着是简单的照镜子，但你想过没有，镜子里面真的是你么？或者可以这么问，镜子里的你是现在的你么？

如果你仔细思考一下这个问题，得出的答案很简单，镜子里的你其实是过去的你。

之所以会这样，是因为“光速”，你的脸到镜子，以及镜子的像再到你的眼睛里，是有一段距离的，而光走过这段距离是需要时间的。因此，你看到的其实是过去的自己。通过这个简单的例子，我们就会发现一个问题，如果我们是通过光（电磁波）来进行观测的，那么，我们能观测到的距离和时间是有关系的，时间越长，能观测到的距离就越长，简单来说就是距离等于光速乘以时间。

那可观测宇宙是什么意思呢？说白了就是人类理论上所能看到的最大的范围。我们现在也知道，宇宙并非是永恒的，而是有一个开端，被我们称为宇宙大爆炸。

这个事情发生在138亿年前，也就是说，如果从这个时间算起，通过光速乘以时间，我们可以知道，我们可观测到的范围是以138亿光年为半径的宇宙。意思是说，我们能看到最远的光，它距离我们138亿年光年的恒星发出的光，这时候恰好能达到地球被我们观测到。

不过呢，事情远没有这么简单，这么说吧，目前我们通过观测和计算得到的可观测宇宙的半径是465亿光年，这也要远大于138亿光年，那为什么会这样呢？

宇宙的膨胀效应

这其实是因为宇宙在膨胀，这个膨胀是空间膨胀，宇宙部位的空间都在以同样的方式等比例地膨胀。这就会使得光从远处传播过来的距离变长的，所需的时间也就长了，就像下图这样，可能星系在早期宇宙距离我们1万光年的距离，这个时候已经距离我们10万光年了。

（当然实际要比这夸张多了，我们能看到的最远的光，其实早期只距离我们地球只有4200万光年。）

于是，我们不得不把宇宙的膨胀效应考虑在内。但同时还存在一个问题，宇宙早期是不透明的，光子一直和各种粒子互相乱撞，没有办法自由的在宇宙空间中传播开来，主要的原理就是温度特别高，这有点类似于我们现在说的等离子态。

随着温度逐渐下降，到宇宙38万岁时，这时候光子才开始在宇宙中传播，也就是说，我们能够计算得到的结果，是从宇宙大爆炸之后的第38万年至今的情况。这个通过计算可以得到的结果是半径为461亿光年。

引力波和中微子

你会发现，这个结果和最终的465亿光年还相差了4亿光年，那到底是咋回事呢？

其实，虽然通过光子已经无法观测到宇宙早期的前38万年，但这并不意味着我们就永远看不到了。我们还有其他的办法，那就是引力波和中微子。

引力波是不会受到早期宇宙中物质的状态所影响的，它从宇宙大爆炸之后就开始在宇宙中传播，根本不需要等到38万年后。而中微子也是宇宙早期形成的粒子，由于它不参与强相互作用力和电磁力。因此，中微子具有超强的穿透力，所以它类似于引力波一样，可以在宇宙大爆炸之后不到一秒的时间内就开始在宇宙传播了。

由于引力波和中微子的出现，我们可以再把前38万年的时间也考虑在这内，当然也要把空间膨胀也考虑在内，这就得得出4光年的结果，也才有后来的可观测宇宙半径465亿光年的结果。

最后，我们来总结一下，我们目前能看到的可观测宇宙半径是465亿光年，其中461亿光年是考虑了宇宙膨胀以及温度的问题，我们理论上可以看到的宇宙早期的光是从当时距离地球位置4200万光年处发出的，由于宇宙膨胀效应，如今它距离我们461亿光年。但这也只是宇宙38万岁时发出的光，如果通过观测引力波和中微子，它们从宇宙诞生之初就开始在宇宙传播了，那这个距离就可以再进行延伸，延伸4亿光年，加起来就是465亿光年。

这个可观测宇宙直径就是指目前人类可以观测到的宇宙的直径，并不是指宇宙真正的直径，这个数据是直接用仪器观测来的

930亿年是人类目前可观测的范围，因为人类的能力只能观测到这一个范围。

“可观测”这个词并不指现代技术检测来自物体的光或其他信息的能力，或者说检测是否有任何东西存在。它指的是光速本身所产生的物理极限。因为没有任何物质传播的比光快，所以在宇宙年龄范围内，任何距离我们比光传播的更远的物体都不能被探测到，因为它们发出的光还没有到达我们的探测器，一句话，可观测宇宙就是由于光速限制而目前能看到的范围相对应的现在的宇宙区域。因此可观测宇宙的大小与宇宙年龄有关，随着宇宙年龄的增大，可观测宇宙的直径还会增大。根据现在138.2亿岁的宇宙年龄，人们计算出可观测宇宙是以地球（观测者）为中心，直径为930亿光年（因为宇宙空间是超光速膨胀，所以大于138亿光年）的宇宙范围。

坐井观天！