當(dāng)我們現(xiàn)在觀察到一顆距離我們100光年遠(yuǎn)的恒星的時候，那證明這束恒星發(fā)出的光線已經(jīng)在宇宙中傳播了100年，因?yàn)楣馑偈呛愣ǖ摹?/p>

但當(dāng)我們看到遠(yuǎn)方的一個星系的時候，假如它的光線已經(jīng)在宇宙中奔騰了1億年，那么這個星系現(xiàn)和我們的距離將比1億光年遠(yuǎn)的多！

為什么會出現(xiàn)這種情況？

因?yàn)椋?strong>宇宙正在膨脹，而且膨脹速度越來越快！

宇宙正在加速膨脹？

1929年，美國天文學(xué)家哈勃觀測到這樣一個結(jié)果：所有的星云都在彼此互相遠(yuǎn)離，而且離得越遠(yuǎn)，離去的速度越快！

此處要插個題外話：當(dāng)時觀測條件非常艱苦，設(shè)備很大不僅操作費(fèi)力還經(jīng)常出現(xiàn)故障，而且星系這種暗光源曝光時間長達(dá)幾十分鐘乃至數(shù)小時之久，期間還要保持對目標(biāo)星系的準(zhǔn)確跟蹤。有時，哈勃甚至用自己的肩膀扛起巨大的鏡筒，人們調(diào)侃地形容說“凍僵了的哈勃”就“像猴子般地”成夜待在望遠(yuǎn)鏡的五樓觀測室內(nèi)，“臉被暗紅色的燈光照得像個丑八怪”，由此足見這位天文學(xué)大師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和頑強(qiáng)拼搏的科學(xué)精神。功夫不負(fù)有心人，經(jīng)過幾年的努力工作，到1929年哈勃獲得了40多個星系的光譜，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些光譜都表現(xiàn)出普遍性的譜線紅移。

所以，哈勃認(rèn)為：整個宇宙都在不斷膨脹，星系彼此之間的分離運(yùn)動也是膨脹的一部分，而不是由于任何斥力作用。

哈勃進(jìn)而提出“哈勃定律”：Vf = H0 x D，其中Vf 是視向退行速度，單位：km / s；H0是哈勃常數(shù)，單位：km / (s·Mpc)；D是相對于地球的距離，單位：Mpc（百萬秒差距）。

再后來，隨著觀測工具的更新?lián)Q代，科學(xué)家采用Ia超新星、造父變星、紅移等多種觀測方法證實(shí)了宇宙膨脹的正確性，而且精確的測定了哈勃常數(shù)，目前測定的數(shù)值是73.5km / (s·Mpc)，也就是說，星系間的距離每增大1Mpc，星系的相互退行速度便增大73.5km / s。

什么是紅移？

在日常生活中你或許有過這樣的經(jīng)驗(yàn)：當(dāng)一輛救護(hù)車或者警車從你面前駛過時，當(dāng)車向你的位置駛來時，你會發(fā)現(xiàn)警報聲越來越尖銳，而當(dāng)車逐漸遠(yuǎn)去時，警報聲調(diào)也就隨之逐漸降低了。這一現(xiàn)象的背后其實(shí)是一種物理原理，被稱作“多普勒效應(yīng)”——當(dāng)車輛向你靠近時，聲波被壓縮，頻率增高，聲音變得尖銳；反之聲波波長被拉升，聲調(diào)降低。

而光線作為一種波，也存在這樣的現(xiàn)象，當(dāng)光源（例如恒星）遠(yuǎn)離我們的時候，它發(fā)出的光波長被拉伸到紅端，稱為紅移，當(dāng)光源（例如恒星）靠近我們的時候，它發(fā)出的光線波長被壓縮到藍(lán)端，稱為藍(lán)移。

我們?nèi)绾沃烙钪嬖谂蛎洠?/h1>
宇宙膨脹的葡萄干模型，相對距離隨空間（面團(tuán)）的擴(kuò)大而增加
測量宇宙星體距離時，我們通常采取宇宙階梯測量法，也就是說在不同的距離上采取不同的方式，近距離（比如太陽系內(nèi)）采用無線電反射測量法，遠(yuǎn)距離（比如銀河系內(nèi)恒星）采用三角視差法，超遠(yuǎn)距離（比如其他星系）采用標(biāo)準(zhǔn)燭光法（一般通過辨認(rèn)造父變星和Ia超新星作為標(biāo)準(zhǔn)燭光）。
但在觀測中發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)方的星系均不同程度出現(xiàn)紅移現(xiàn)象，也就是說光線波長被拉伸，這就說明所有的星系都在遠(yuǎn)離我們。
另外，在宇宙學(xué)中，有一條未能完全證實(shí)的“公設(shè)”性基本原理，即宇宙學(xué)原理。它的含意是：在空間中任意一點(diǎn)，以及從任意一點(diǎn)位置上的任一方向來進(jìn)行觀察的話，宇宙的大尺度圖景是沒有區(qū)別的；而且對宇宙中各處的觀測者來說，他們所觀察到的物理量和物理規(guī)律完全相同，沒有任何一個觀測者會處于與眾不同的特殊地位。根據(jù)宇宙學(xué)原理，地球上所觀察到的宇宙大尺度圖景也能被處于任何其他天體上的觀測者看到，這就意味著由地球觀測者所發(fā)現(xiàn)的哈勃定律應(yīng)該同樣適用于宇宙中的任何天體。
于是，我們可以得知，在任何一個星系上，都能看到其他星系在遠(yuǎn)離自己，而且距離越遠(yuǎn)，遠(yuǎn)離的速度越快。從而得出，這個宇宙是一個不斷膨脹的宇宙，而且這種膨脹是一種全空間的均勻膨脹。因此，在任何一點(diǎn)的觀測者都會看到完全一樣的膨脹，從任何一個星系來看，一切星系都以它為中心向四面散開，越遠(yuǎn)的星系間彼此散開的速度越大，從這個結(jié)果反演宇宙歷史，科學(xué)家建立了宇宙大爆炸模型。

宇宙膨脹的結(jié)果是什么？

科學(xué)家經(jīng)過多年的宇宙觀測，初步揭示了宇宙的構(gòu)成：

暗能量占到68%
暗物質(zhì)占到27%
正常物質(zhì)（質(zhì)子、中子和電子）占到4.9%
質(zhì)子和中微子占到0.1%
光子約占0.008%
絕對沒有其他元素，其中包括曲率、宇宙弦、疇壁和宇宙紋理等

正因?yàn)槲覀兡軌蛞赃@樣的精度了解宇宙的構(gòu)成，我們才可以將宇宙的構(gòu)成與引力定律（由愛因斯坦的廣義相對論推導(dǎo)而來）結(jié)合，并預(yù)測我們宇宙的未來命運(yùn)，不過這個預(yù)測結(jié)果令人非常震驚。

推論一，那些沒有被引力束縛在一起的星系最終將相互遠(yuǎn)離，直到從對方視野消失。因?yàn)殡S著宇宙不斷膨脹，它們由于不受引力或其他力量的限制，相互遠(yuǎn)離速度將不斷加快，最終，星系之間的空間會越來越大，這也包括我們所在的星系，屆時，我們會看到周邊星系以越來越快的速度遠(yuǎn)離我們。

推論二，宇宙空間的膨脹，使得我們也許永遠(yuǎn)也看不到超過特定距離的星系向我們發(fā)射的光線，我們可觀測宇宙將越來越空，物質(zhì)越來越少，我們無法到達(dá)的恒星數(shù)量，平均每秒就增加2萬顆，這些恒星在1秒前發(fā)射的光線還能被我們看到，但從這1秒發(fā)射的光線，我們也許永遠(yuǎn)也看不到了。這個結(jié)果令人非常不安、非常發(fā)人深省，但從另外一個角度講，也是宇宙對我們的警示——珍惜我們的每一秒，因?yàn)樗鼈兌际菑涀阏滟F的，因?yàn)槿绻覀兿朊撾x所處的星系群（由引力束縛起來的，由銀河系、仙女座星系和大約60個小型衛(wèi)星星系組成的天體群），每延遲一秒，就意味著失去了很多機(jī)會！

推論三，我們可到達(dá)的星系越來越少。宇宙膨脹速度如此之快，以至于即使我們以光速“飛行”，也無法到達(dá)遙遠(yuǎn)的星系！目前，這個“距離”僅為150億光年。如果按照科學(xué)家測算的可觀測的宇宙半徑——約為460億光年，并且所有空間區(qū)域（平均和最大尺度）包含相同數(shù)量的星系，一個可怕的景象就是，即使我們立刻從地球啟程光速前往可觀測宇宙邊緣，我們也只能到達(dá)約3%的星系，而可觀測宇宙的其他97%的星系已經(jīng)超出了人類的的能力范圍，甚至隨著宇宙膨脹，我們所處星系群之外的每個星系，也終將離我們而去，再也無法相見。