所謂哈勃紅移，是指光的多普勒效應和時空膨脹效應綜合產生的一種現象。

現在可以認定的是，大爆炸宇宙論是從1922年開始萌芽起來的。

因為就是這一年，著名的天文學家、物理學家埃德溫·哈勃開始注意到宇宙天體紅移現象，這是一個驚天的突破。

這個突破預示著宇宙有一個大爆炸時刻，從那個時間開始，宇宙就一直在膨脹。

由此，一直以來科學界普遍認同的靜態宇宙論破產了。這個學說認為，宇宙天體雖然遵循規律不斷的運動著，但宇宙本身是無邊無際無始無終，一直就是這個樣子，沒有什麼變化的。

哥白尼、伽利略、牛頓等科學大師們從來也沒有懷疑這一點。

就連因發表相對論風靡世界的愛因斯坦也脫不了這個窠臼，他的引力場方程本來推斷出宇宙是一個不斷變化的過程，但為了迎合科學界一直以來堅持的靜態宇宙觀，只能在自己的場方程里加入了一個“^”常數，以取得方程的平衡。

愛因斯坦後來驗證了哈勃的宇宙學紅移發現，承認自己受到傳統觀念禁錮，犯了錯誤。

其實導致當時科學界這種固執觀念主要根源是對神創論批判的後遺症，因為宇宙有一個起點的說法與聖經說法類似，所以一旦有人提及如此問題，就會被認為是宗教神創論的死灰復燃。

用辯證唯物主義的說法就是在倒掉洗澡水時，把孩子也倒掉了。

哈勃的發現宣告了靜態宇宙觀的終結。

科學就是科學，科學規律一旦被發現並被驗證，就不以人的意志為轉移，生命力越來越旺盛。

哈勃發現星系紅移現象後，經過數年持之以恆的研究，得出了一個規律：不管從哪個方向看，遠方的星系都是高速遠離我們，各向同性，越遠越快，速度和距離有線性關係。

這就意味著在昨天，星系之間的距離比今天更近一些；前天就更近一些，以此類推，若干億年前，這些星系應該是擠在一起的，在最開始的時刻，所有的星系都從一個零點爆發。

這就蘊含著宇宙最早是一個奇點，是一個沒有體積無限小的奇點。

為什麼宇宙不會是一個較大的球膨脹開來，而是一個無限小的奇點呢？

這就涉及到引力場方程了。2016年，卡爾·史瓦西根據愛因斯坦場方程得到了一個精確解，它發現任何物體都有一個品質最小臨界半徑，物質一旦被壓縮排這個半徑，就會無限坍縮。‘

後來人們把這個半徑用史瓦西的名字命名，叫史瓦西半徑，半徑大小與品質成正比，計算公式為：

R=2GM/C²

式中，R為史瓦西半徑值；G為引力常量（6.67x10-^11N·m²/kg²）；M為天體品質；C為光速。

因此憑著宇宙巨大品質，不可能是一個不大不小的球，在引力作用下，宇宙要麼就是一個奇點，要麼就是在巨大的能量催動下膨脹。

那麼，宇宙學紅移為什麼會成為計算遙遠星系距離的量天尺呢？

這得從聲波的多普勒效應說起。

聲波的多普勒效應1942年，奧地利數學家、物理學家克里斯琴·多普勒·約翰發現的。

聲波的多普勒效應許多人都有過體驗，只不過一般人沒把它往這個理論上聯絡罷了。

這個現象就是當同一個聲源，在具有一定速度向我們靠近時，我們聽到的聲音會更尖銳；而以一定速度離去時，聲音會變得更低沉。

比如我們日常聽到的汽車、後側、救護車鳴笛聲音，向著我們開過來時和離開時就不一樣，就有這樣的效應。

這是因為聲源向我們靠攏時，波長和頻率受到壓縮，波長就會變短，頻率就會變高；反之波長就會變長，頻率變低，這樣聲音聽起來就會有變化。

這裡面有一個線性關係，靠近或遠離的速度越快，聲音變化得就越大。因此憑著這個規律就可以計算出聲源靠近或遠離的速度，或者知道靠近或遠離的速度，就能夠計算出聲波的波長和頻率。

這個關係表示式為：

f=（u+v）/λ（聲源靠近）或f=（u-v）/λ（聲源遠離）

式中，f為接收到的頻率（Hz），u為波速（m），v為觀察者或波源移動速度（m），λ為原有波源波長。

後來人們發現各種波都有多普勒效應，電磁波也不例外。

可見光是電磁波譜處於0.38~0.76μm波段的電磁波，當然也就有多普勒效應了。

這種效應的表現就是光譜的藍移和紅移。

可見光是一種複合光，其光譜顯示出紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等七種顏色，當複合光通過三稜鏡時會發生色散，把這些顏色的光譜解析出來。其中，紅光波長最長，約0.64~0.76μm；紫光波長最短，為0.38~0.44μm。

當光源快速移動或者觀測者相對光源快速移動時，靠近時光波會變短和頻率會提高，因此光譜會向藍色端移動，反之光波會變長、頻率會變低，光譜就向紅色端移動。

通俗的說，如果太陽高速向我們靠攏時，我們看到的太陽就白得發藍；反之太陽就會變紅。

這就是所謂的藍移或紅移。

哈勃經過長期觀測研究，發現遠方的星系都在紅移，從而確定它們都在遠離我們而去，越遠的紅移得越厲害，就說明離開我們的速度越快。

根據星系離開速度與距離的線性關係，得出了哈勃定律。

哈勃定律表述為：v=Hd

式中，v為退行速度，單位：千米/秒（km/s）；H為哈勃常數，單位：千米/秒·百萬秒差距（km/s·Mpc）；d為與觀測者距離，單位：百萬秒差距（Mpc）。

1個秒差距（pc）約3.26光年（ly），Mpc就是326萬ly。

根據這個公式，我們變通一下，就能夠得出遠方星系與我們的距離，表示式調整為：

d=v/H

這樣我們得到了星系的紅移量，就能夠計算出星系遠離我們的速度，從而得到我們與這些天體的距離。

紅移值用z表示，計算紅移量大小的表示式為：

z=（λ-λ0）/λ0=(f0-f）/f

式中λ0為譜線本來的波長；λ為觀測到的波長；f0為本來的頻率；f為觀測到的頻率。

要計算出紅移值z，就需要取得星系光譜本來波長和頻率，找出特徵譜線。這可以由測得的特徵譜線所在波長λ和實驗室中特徵譜線波長對比，既可以得到該光譜是何種元素髮出，從而得到λ0。

根據得到的天體紅移值，就能夠計算出遠方天體的退行速度。

星系退行速度與紅移的關係為：

z=v/c

式中z為紅移值，v為退行速度，c為光速。

因此退行速度為：v=cz

類星體3C273是迄今最明亮的類星體，其測得的紅移值為0.158，根據這個紅移值計算可得退行速度為47400km/s。

現在我們根據哈勃定律來計算3C273類星體與我們的距離有多遠：

我們先要確定哈勃常數。哈勃常數是距離我們百萬秒差距處星系離開我們的速度，科學界十幾年來先後測得的哈勃常數平均約75.1km/s/Mpc。

代入哈勃定律公式：

d=v/H=47400/75.1x3260000≈20.6億光年。

天體光譜紅移這把量天尺雖然最長，但並不是最準。

人類現在已經發現130多億光年距離的星系，只要發現都是探測到了那遙遠的星光，只要有星光，就能夠利用現代最緊密的儀器得到其紅移值。

有紅移值，就能夠計算出這個星系與我們的距離。

因此光譜紅移是人類最長的量天尺。

但這把最長的量天尺，並不是最準確的尺子，因為其值受到遙遠宇宙多種因素影響。

在宇宙空間，光譜紅移本身也有三種，即多普勒紅移、引力紅移、宇宙學紅移。

多普勒紅移是指天體自行運動形成的光譜偏移現象；引力紅移是大品質天體引力造成時空膨脹現象引起的光譜紅移；宇宙學紅移就是哈勃紅移，是指宇宙膨脹導致的天體遠離形成的光譜紅移。

前面所說天體紅移值主要就是哈勃紅移值。這個紅移值本身可能受到多普勒紅移和引力紅移的影響，有一定誤差，需要綜合起來考量。

因此，在測量遙遠天體距離時，綜合多種測距方式，比如結合天體的光度，絕對星等與視星等換算、利用天體標準燭光這個標尺，如la超新星、造父變星等標準燭光綜合考量等，才能夠得出更為精準的距離值。