（图片uux.cn美国国家航空航天局、欧洲航天局、加拿大航天局、STScI、布兰特·罗伯逊（加州大学圣克鲁斯分校）、本·约翰逊（加州大学洛杉矶分校）、桑德罗·塔切拉（剑桥大学）、菲尔·卡吉尔（加州大学旧金山分校））据美国生活科学网站（Robert Lea）：自2022年开始向地球发回数据以来，詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）对天文学产生了巨大影响，其最具革命性的成就之一是观测了一些有史以来最遥远的星系。

然而，由于光不会立即传播，而是在真空中以每秒约3亿米（9.85亿英尺）的速度移动，我们看不到这些星系现在的样子，而是数十亿年前的样子。

此外，我们的宇宙估计有138亿年的历史。

因此，我们应该假设我们所能看到的最遥远的星系距离我们不超过138亿光年。

（一光年是光在一年中传播的距离）。

这一点应该是某种宇宙视界——超过这个视界，望远镜就无法看到。

而且，因为没有什么能比c更快地穿越太空，这意味着不可能有一个距离超过138亿光年的星系，而且越来越远可能会影响地球。

正确的错了。

要是宇宙就这么简单就好了。

亚利桑那大学天文学家Jake Helton也是JWST高级深部星系外巡天（JADES）团队的一员，他告诉Space.com：宇宙视界是人们可能检索信息的最大距离。

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赫尔顿继续说道：有几种不同的宇宙视界，它们有不同的定义，并取决于各种宇宙量。

这里最相关的是宇宙视界，它是宇宙时代光可能到达我们的最大距离。

这定义了可观测宇宙的边缘。

JWST的NIRSpec仪器测量的JADES-GS-z14-0的红移光谱（图片uux.cn/NASA、ESA、CSA、J.Olmsted（STScI）。

科学：S.Carniani（高等师范学校），JADES合作。

）2024年3月，JADES科学家透露，这架强大的望远镜发现了JADES-GS-z14-0，这是人类迄今为止见过的最遥远、最早期的星系。

然而，矛盾的是，JADES-GS-z14-0距离我们约338亿光年。

我们怎么能看到一个如此遥远的物体发出的光，以至于宇宙还不够古老，无法到达我们这里？JADES-GS-z14-0的位置距离地球338亿光年，这难道不意味着我们看到的是338亿年前的样子吗？这肯定会挑战宇宙年龄的估计？事实并非如此。

这再次证明，宇宙有一种方法可以颠覆理智和逻辑的结论。

赫尔顿反问：既然像JADES-GS-z14-0这样的遥远星系距离我们超过138亿光年，而且它的光似乎需要比宇宙年龄更长的时间才能到达我们，我们怎么能观测到它呢？。

答案是宇宙的膨胀。

看到一个比时间更古老的星系如果宇宙只是静止不动，那么来自338亿光年外星系的光需要338亿年才能到达我们这里，就是这样。

但是，在20世纪初，埃德温·哈勃发现，遥远的星系似乎正在相互远离，它们之间的距离越远，它们的速度就越快。

换句话说，宇宙不是静止的；它正在扩张。

1998年，随着20世纪接近尾声，两个独立的天文学家团队观察到，不仅宇宙在膨胀，而且膨胀也在加速，情况变得更加复杂。

负责的力量是一个谜，但它被赋予了暗能量的占位符名称一张图表显示了宇宙最初因大爆炸而膨胀，然后在暗能量接管时以加速率膨胀。

（图片uux.cn/NASA/WMAP科学团队）在138亿年的宇宙历史中，有两个主要而不同的膨胀时期。

第一个阶段是快速宇宙膨胀的初始阶段，现在通常被称为大爆炸。

在这个暴胀时代，宇宙的体积增加了10^26倍（10后面跟着25个零）。

这相当于你的指甲从每秒1纳米长到突然长到10.6光年（62万亿英里）长。

此时，宇宙被能量所主宰，这一时期被称为能量主导时代。

随后，在大爆炸后47000年开始了一个物质主导的时代。

最终，宇宙的普遍膨胀使宇宙冷却到足以让质子从夸克和胶子形成，然后质子与电子结合形成第一个氢原子，形成了第一批恒星和星系。

在此期间，大爆炸驱动的宇宙膨胀减缓到近乎停止。

当宇宙的年龄不到100亿年时，物质主导的时代出人意料地结束了。

这时，宇宙突然开始再次快速膨胀。

此外，这种扩张越来越快，甚至在今天仍在加速。

宇宙的第三个重要时期被称为暗能量主导时代。

这是我们目前所处的时代。

宇宙视界的图示，这是我们用任何望远镜都能看到的宇宙中最遥远的点（图片uux.cn/Pablo Carlos Budassi（CC by SA 3.0））由于宇宙的这些膨胀期，来自JADES-GS-z14-0的光实际上只传播到JWST和地球135亿年，尽管它的来源现在比135亿光年远得多。

这意味着JWST看到的JADES-GS-z14-0是大爆炸后3亿年的样子。

如果没有宇宙的膨胀，JADES-GS-z14-0仍然距离我们约135亿光年，尽管它仍然会经历较小的局部运动，这些运动可能会使它更靠近或远离附近的星系。

但这种星系运动与宇宙膨胀引起的运动相去甚远。

根据赫尔顿的说法，宇宙视界，或光子视界，是一个边界约为461亿光年的球体，这个数字是由宇宙的膨胀决定的。

这是我们不应该看到星系的实际地平线。

星系JADES-GS-z14-0确实在这个视界内。

为了避免混淆，天文学家实际上使用了两种距离测量尺度：一种是消除宇宙膨胀因素的共同移动距离，另一种是包括宇宙膨胀的适当距离。

这意味着JADES-GS-z14-0的共同移动长度为135亿光年，而其适当距离为338亿光年。

不过，JADES-GS-z14-0和其他遥远而古老的星系并不总是可见的。

显示光从早期星系到JWST的旅程的图表（图片uux.cn/Robert Lea（与Canva共同创建））拥有詹姆斯·韦伯太空望远镜的幸运时代JWST可以看到JADES-GS-z14-0的事实意味着它曾经与地球和我们当地的宇宙因果连接。

换句话说，来自JADES-GS-z14-0的信号有可能在银河系中到达我们，因此，在这个宇宙的现代时代，这个星系中存在的原因可能会对我们的星系产生影响。

赫尔顿说：任何可观测的星系都必须在粒子视界内，并且必须在宇宙历史的某个时刻与我们有因果关系。

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然而，情况已不再如此。

像JADES-GS-z14-0和JADES发现的其他星系这样的星系现在距离我们如此之远，并且由于暗能量的作用，它们被如此迅速地远离我们，以至于它们今天发出的任何信号都无法到达我们这里。

这是因为光子视界以光速远离我们，但对于非常遥远的物体来说，银河系和这些星系之间的空间正在以比光速更快的速度膨胀。

这似乎难以置信，因为阿尔伯特·爱因斯坦的狭义相对论将光速设定为宇宙速度极限。

然而，这是针对在空间中运动的物体的规则，而不是针对空间本身结构的规则。

在地球和人类早已消失约2万亿年后，宇宙的膨胀意味着，无论银河系中有什么智能物种取代了我们（如果有的话），都将无法看到任何存在于我们所在星系群之外的星系——该星系群的直径约为1000万光年。

这是一个发人深省的想法，它意味着人类生活在宇宙历史上的一个独特时刻，在这个时刻，最遥远的星系仍然在我们的视野中。

我们能够比任何可能追随我们的智慧生命更多地了解宇宙及其起源。

包括赫尔顿在内的天文学家打算利用JWST来充分利用这一宇宙特权。

赫尔顿说：与JWST和JADES合作令人难以置信。

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与JWST一起写科学论文，就像我最近在JADES-GS-z14-0上写的论文一样，是我研究生涯中最有收获和最令人兴奋的经历。

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