膨張する宇宙では、光が空間を進む間に空間自体が固定されないため、距離の測定が複雑になる。銀河は光を放ち続けるが、その光が私たちに届くまでに何十億年もかけて宇宙を横切るかもしれない。その旅の間に宇宙は膨張を続け、銀河間の平均距離を増やす（そう、銀河は衝突することもあるが、平均的には大きなスケールで遠ざかっている）。

つまり、望遠鏡が遠方の銀河からの光を捉えたとき、その画像はその銀河が現在どこにあるかを示さない。光が旅を始めたときの姿を示す。現在の距離を推定するには、宇宙が時間とともにどのように膨張してきたかを考慮した宇宙論モデルを使わなければならない。

現在使われている主要なモデルはLCDMと呼ばれる。これには暗黒物質（別のエピソード）と暗黒エネルギー（別のエピソード）が含まれる。LCDMの強みと限界については別途議論する価値があるが（別のエピソード）、代替モデルもここで説明する全体像を大きく変えるものではない。

宇宙の年齢は約137.7億年だが、観測可能な最も遠い領域は現在約450億光年離れている。光が私たちに向かって進んでいる間ずっと、空間は膨張していた。

この境界は、そのときの気分に応じて、粒子地平線、宇宙論的地平線、共動地平線などと呼ばれる。観測可能な泡の外縁を定義し、今日私たちが見ることができる最大距離を示す。

一見すると数字は矛盾しているように思える。宇宙の年齢が137.7億年しかないのに、どうして観測可能な宇宙が450億光年も広がっているのか？答えは、宇宙は光速よりも速く膨張できるからだ。

なぜ光速より速い膨張が許されるのか

これは物理学の法則に違反しない。光速は、局所的な領域で物体が空間を移動する速度を制限する。観測者は、近くのロケットが光速を超えて通過するのを見ることは決してない。

宇宙膨張は異なる。遠方の銀河は、通常の意味で空間を疾走しているわけではない。代わりに、私たちとそれらの銀河の間の空間が成長している。特殊相対性理論は、宇宙全体で大きな距離がどれだけ速く増加するかについて同じ制限を課さない。

天文学者は、赤方偏移を測定することで銀河がどれだけ速く遠ざかっているかを推定できる。銀河が遠ざかるにつれて、その光は電磁スペクトルの中で赤い波長の方に引き伸ばされる。エドウィン・ハッブルはこの効果を使って宇宙が膨張している証拠を発見した。

膨張する宇宙では、より遠くの銀河は一般により速く遠ざかる。なぜなら、それらと私たちの間にはより多くの空間があるからだ。より多くの空間は、より多くの膨張する距離を意味する。

銀河が光速より速く遠ざかり始める点はハッブル距離と呼ばれる。それは約137.7億光年離れている。

なぜより速く動く銀河をまだ見ることができるのか

ハッブル距離を超えた銀河を観測できるのは、今日届く光がずっと昔、それらの銀河がもっと近くにあったときに放出されたからだ。さらに遠くにある銀河からも、その光が銀河がもっと近くにあったときに私たちに向かって旅を始めていれば、最終的に受け取ることができるかもしれない。

しかし、宇宙論的事象地平線（ブラックホールの事象地平線とはごくわずかに異なる）と呼ばれる究極の限界がある。それは現在約170億光年離れている。

その境界の彼方から今まさに放出された光は、どれだけ待っても決して私たちに届かない。空間の膨張が、成長する距離を横切るのを妨げる。

暗黒エネルギーによる加速膨張は、この分離をさらに極端にする。宇宙論的事象地平線は将来も拡大し続けるが、最終的には約600億光年の最大距離に近づく。

それでも、観測者はその距離内のすべてを見ることができるわけではない。最も遠くからの光は