互动科普

1929年，埃德温·哈勃（Edwin Powell Hubble）就发现，来自于越遥远的星系的光，波长被拉长得越多（redshift，红移）。以可见光为例，波长最长的是红光。粗略地说就是：“越远的星系，看上去颜色越偏红”。

这个发现在今天已经通过对多个星系的观测结果得到证实，是千真万确的事实。

天文学家和物理学家们作出了这样的解释：“来自于越遥远的星系的光，波长被拉长得越多，它表示宇宙正在膨胀。”这是怎么回事呢？

空间膨胀的话，在其中传播的光也应该被拉长。当空间膨胀为原来的2倍时，光的波长（波峰和波峰之间的长度）也应该变为原来的2倍。

并且，光速是有限的（每秒只能传播30万千米）。因此，来自于越遥远的星系的光，要经过越悠久的岁月才能到达地球。如果说宇宙是在不断膨胀的话，那么，在这些光到达地球之前，宇宙已经膨胀很多了。结果是，来自于越遥远的星系的光，它的波长被拉伸的程度也越大。

在哈勃的观测之前，1922年，俄国的物理学家亚历山大·弗里德曼（Alexander Friedmann，1888～1925）就以时空引力理论—爱因斯坦广义相对论为基础，把宇宙在膨胀的事实用理论明确描述了。也就是说：无论是在天文观测中还是在物理理论上，宇宙正在膨胀的事实都得到了证实。

（本文发表于《科学世界》2015年第5期）