两个问题，同一场膨胀
走到本阶梯的这一步，你已经挣得了那个核心事实：空间本身在膨胀，遥远的星系按其距离成比例地退行，它们的光被拉长到红端。把这部影片倒着放，万物曾经更热、更密、也更挨近——这就是大爆炸。从这幅图景里直接落下两个自然的问题，本文将一并作答。膨胀是*何时*开始的——宇宙有多老？我们又能*看多远*——我们所能观测的那部分宇宙有多大？
这两个问题被光速绑在一起——正是“基础”那一阶梯里把每架望远镜都变成时光机的那个有限速度。因为光很快却非瞬时，宇宙的年龄就为我们能回望多远划下一道硬界限——而且，经过一个稍后会解开的转折，也为我们能看多远划下界限。本文的惊喜在于：年龄与大小并不像你天真地以为的那样对得上。光已经行进了138亿年，可我们所能观测之边缘，却远在138亿光年之外。这两个数字都是真的，而它们之间的差距，正是空间膨胀被当场抓住的现行。
有多老？把膨胀倒着算
先从信封背面式的估算开始。如果星系一直以它们当前的速度飞散，那就把影片倒带，它们全都在过去的某一瞬汇聚到一起；自那次汇聚以来的时间，就是哈勃时间，它不过是哈勃常数的倒数。代入约70千米每秒每兆秒差距的哈勃常数，算术给出大约140亿年——对一个看上去像随手写在信封上的猜测而言，惊人地接近正确答案。
把计算认真做完，答案约是138亿年。让我们信赖它的，不是某一种方法，而是三种彼此吻合的方法。第一，就是刚才描述的那次细致的倒推，喂给它的是测得的物质与暗能量的配比。第二，最古老的单颗恒星：球状星团里最年迈的恒星，依其自身的核物理算出约130亿年，而且令人安心的是，它们算出来比宇宙*略年轻*，从不更老。第三，也是最精确的，宇宙微波背景——那抹来自宇宙约38万岁时、2.7开尔文的微弱辉光——携带着一套细致的涟漪图样，其几何把年龄钉到几千万年的精度以内。
有必要把“138亿年”究竟声称了什么、又没声称什么说清楚。它给的是*膨胀*的纪元——自空间从又热又密的开端开始伸展以来的时间——而非字面意义上某个魔法般的创世之刻；这个理论只描述从极小一瞬之后起的宇宙，在那里物理是可靠的。而且这个数字是在标准宇宙学模型内部推出的，并依赖哈勃常数，所以那个常数尚未安定的取值，会在精确年龄里留下一份小小的、诚实的晃动——这条线索我们留到结尾再拾起。
有多大？我们能看见的边缘
现在说大小。宇宙对我们的*视野*有一道边缘——不是宇宙本身的边缘，而是一道视界，就像平静海面上的水手只能看到一定的距离。因为光以有限的速度行进，而宇宙只存在了有限的时间，所以来自某一距离之外的光，根本还来不及抵达我们。那道边界就是宇宙视界，它以内的一切就是可观测宇宙——我们唯一有可能研究的那部分，而我们之所以居于其中心，纯粹因为我们是那个正在张望的人。
这里有一个几乎人人都会落进去的陷阱。天真的猜测是，视界一定在138亿光年之外，因为光已经在路上走了那么久。但这忽略了整条阶梯所讲的核心：当那束古老的光横越宇宙时，空间本身一直在膨胀，与此同时把发出它的那些区域带到远得多的地方去了。所以释放宇宙微波背景的物质——我们能探测到的最遥远之物——在它的光启程时本是近邻，如今却在约460亿光年之外。因此可观测宇宙横跨约930亿光年，远比单凭光行距离所暗示的要大。
light has travelled for: 13.8 billion years so naive radius would be: 13.8 billion light-years but space stretched meanwhile -> emitting matter now at: actual radius (today): ~46 billion light-years observable universe diameter: ~93 billion light-years
视界是什么——又不是什么
很容易把宇宙视界误读成一堵墙，或宇宙的边缘。它两者都不是。那里并没有发生什么特别的事；一个坐落在我们视界附近的星系，看到的是它周遭一片再寻常不过的宇宙，并拥有*它自己*的视界，朝相反方向越过我们再延伸460亿光年。宇宙几乎肯定在我们所能看到的范围之外远远延续——也许永远延续下去。视界是关于我们*所处位置与光之有限年龄*的事实，而非宇宙本身的一项特征。每一个观测者，无论身在何处，都坐在以自己为中心的那个可观测球的正中央。
加速膨胀带来一个微妙而真正离奇的后果，值得我们诚实地面对。某一距离之外的星系退行得如此之快——是被长大的空间带着走，而非穿过空间运动——以致它们*今天*发出的光将永远到不了我们，无论我们等多久。我们与它们之间的空间，长大得比它们的光能弥合那道缝隙还要快。这并不违反任何定律，因为没有任何东西在*穿过*空间时跑得比光快；那是空间本身在伸展。这一令人怅然的结论是：在极遥远的未来，随着膨胀加速，遥远的星系会变红、淡出视野，那时的观测者会看到一片远比我们的更空旷、更孤立的天空。
协调模型——以及它那道诚实的裂缝
那些精确的数字——138亿年、460亿光年、各种成分的配比——究竟从哪里来？它们来自一个统一的框架，叫做Lambda-CDM 模型，也就是标准宇宙学模型。它是能一举解释几乎所有重大观测的最简单理论，因此也被称作*协调*模型：许多彼此独立的测量都协同一致地指向它。它的名字就是它的配方。Lambda 是暗能量，空间的一种性质，驱动膨胀加速；CDM 是冷暗物质，看不见、运动缓慢、在引力下成团、为星系搭起骨架的物质。它所推出的宇宙能量预算叫人谦卑：约5%是普通物质，27%是暗物质，68%是暗能量。
对这些标签的含义要诚实。暗物质和暗能量是我们无知的名字，而非已被证实的粒子或已成定论的物理。我们从暗物质的引力如何弯折星系与光线来推断它，从加速膨胀来推断暗能量——但两者究竟*是*什么，仍然确实悬而未决。Lambda-CDM 是我们手中最好的地图，而非盖棺之论；接下来关于暗物质暗能量与早期宇宙的几道阶梯，正是这些待解问题所栖身之处。
而在这幅本来堪称凯旋的图景上，确有一道真实的裂缝，你应当知道，因为它是正在进行的科学，而非已成定论的故事：哈勃张力。我们引用的年龄与大小都系于哈勃常数，也就是当前的膨胀速率——但测量它的两种最好的方法彼此不一致，而缝隙拒绝弥合。从早期宇宙读取（用微波背景，经由 Lambda-CDM），得出约67 km/s/Mpc；在近邻宇宙里直接测量（用造父变星和超新星攀爬距离阶梯），得出约73。两种方法都打磨了多年、缩小了误差，可那约9%的分歧在统计上变得*更*显著，而非更不显著。
还没有人知道这道张力意味着什么。它可能是潜伏在某种方法里的一个微妙测量误差，终将被细致的工作揪出来——也可能是一个真实的信号，表明 Lambda-CDM 并不完整，是早期宇宙或暗能量中新物理的一丝端倪。这份诚实的不确定并非宇宙学的弱点；它正是这门学科在自己前沿处的工作状态。约138亿年的年龄、约460亿光年的视界，已经牢靠到足以在其上继续建造，但这道张力始终提醒着我们：即便是我们最好的那幅宇宙地图，也仍在绘制之中。