先說一下紅移是什麼？

大家應該都有這樣的經歷，火車在迎面開來時，汽笛的聲音尖厲，離我們遠去時，汽笛聲會變得低沉。這是由於火車迎面而來的運動壓縮了聲波的波長，而火車的遠去拉長了聲波的波長。這就是多普勒效應。凡是波都具備這種效應。

圖：水波的多普勒效應

光具有波粒二象性，所以它也有多普勒效應。光源接近於觀察者，光波的波長就會縮短（頻率提高），反之則拉長（頻率降低）。在可見光的波譜上，波長短的光在藍色一端，波長長的在紅色一端。所以，光的波長向紅色一端移動（紅移）就代表著光源在遠離我們。

利用這個原理我們就可以判斷光源的運動狀態。並根據波長的變化情況，計算出光源的運動速度。多普勒雷達就是利用了這個原理製造的。

在本世紀初，由於天文望遠鏡技術的進步，人們終於能夠大規模的觀測河外星系了。在1912年～1922年，美國天文學家維斯托·斯里弗觀測了41個河外星系，他發現有36個天體發生了紅移現象。

在1929年，埃德溫·哈勃透過進一步的觀測發現，距離銀河系越遠的星系退行越快。他得到了這樣一個公式：

其中 v 是遠離速率，H0是哈勃常數，D是星系和地球的距離。

對這個公式進行反演，就得到了宇宙源於一場大爆炸。

透過對哈勃常數的測量，科學家得到宇宙誕生於138億年前。

是的，觀測者相對於光源運動也會產生紅移或者藍移。所以，觀測時必須排除掉觀察者運動的影響，才能得到正確的值。這點對於天文學家來說是一個常識。

事實上，即使不排除由於太陽系運動的影響，我們也能夠得到宇宙大爆炸的結果。如果宇宙是靜止的，我們觀測到的星系一半會藍移（靠近），另一半會紅移（遠離）。但觀測結果是大多數的星系都是在遠離銀河系的。