正文
哈勃定律，来自遥远星系光线的红移与它们的距离成正比。左边是哈勃的原始数据，右边室现在的观测数据。相比之下，结果的不确定性大大减少。（© Liverpool John Moores University）
【理解宇宙的膨胀】
对红移的观测显示相对于一个附近的星系，如果一个物体离它三倍远，它远离的速度也快三倍。也就是说我们看的越远就会发现星系远离我们的速度越快，快到足以超越光速。但是，我们之前说了，光速是宇宙中速度的极限。所以这怎么可能？
随着宇宙膨胀，星系间的距离越来越大。(© James N. Imamura of U. of Oregon）
首先我们要记住，虽然我们所能观测到的宇宙有一个边缘，但是真正的宇宙大小要远超过我们所能理解的。这个边缘称之为“可观测宇宙”。可观测宇宙包含了数量惊人的超星系团、星系群、超大星系、矮星系以及恒星和行星。如果所有的这些被挤进一个138亿光年大小宇宙，那可能会显得有点拥挤。对可观测宇宙的一个常见误解就是认为它的大小应该是年龄乘以光年。
为了更好的理解宇宙的膨胀，我来简单举个例子。先看下图：
宇宙膨胀。（
©
Astronomy Magazine 2007）
在图中，可以看到有一些星系团，由于宇宙的膨胀它们之间相互远离。想象一下我们在星系团的中间，我们对左下角的星系团进行观测。当光从左下角的星系团中离开时（左边图），星系团离我们的距离大约为8700万光年。光开始向我们传播，但是记住，宇宙正在膨胀。这意味着我们和星系团之间的距离正在变大。光持续向我们传播，但是由于距离不断的增加，光到达我们时所传播的距离要比8700万光年更大。当光终于到达的时候（右边图），星系团已经距离1.73亿光年远！
因此关键问题在于：光究竟传播了多远？最简单的答案自然是大于8700万光年，但小于1.73亿光年！现在，我们可以把这个情况应用到整个宇宙之中。
暴胀模型。（
©
Nature Magazine）
在约138亿年前，宇宙“突然”出现，在一个极其短暂的时间内经历空间以超越光的速度膨胀，这个时期称为暴胀（Inflation）。宇宙从一个非常炽热和致密的状态，转变成广袤的空间，并且产生了各种各样的能量来源：辐射（比如光子），物质（像质子、中子和电子）和空间的内在能（暗能量）。如果在膨胀的宇宙中只充满了其中的一种能量类型，当你询问一个物体发出来的光到达我们时那个物体究竟有多远，我们会得到三个不同的答案。比如，如果宇宙在任何时候都是由物质主导，那么光在经历138亿年传播到我们的时候，宇宙的大小为414亿光年。但真实的宇宙中其实混合了这三种能量，而且会随着时间改变。
在不同的时间，宇宙被不同形式的能量主导。（
©
Ethan Siegel）
在最初的时候，宇宙由辐射（以光和中微子的形式）统治。在那之后，物质（普通和暗物质）开始接管，并持续了几十亿年。直到后来，在太阳系和地球形成之后，暗能量才成为了主导势力。要记住，在约138亿年前，我们整个可观测宇宙要比今天的太阳系还小！
