天文学家们在用光谱研究遥远的星系时,发现从遥远的星系发来的光,其谱线非常明显地移向可见光谱的红端,即低频端。这种现象可以解释为是由光源的退行速度所引起的多普勒效应,也叫退行红移。这个不寻常的,激动人心的观测事实,为宇宙创生的“大爆炸”理论提供了依据,按照该理论,宇宙是在大约10
10年以前由一次大爆炸形成的。宇宙在以极快的速度向外膨胀。
在地面实验室中,钾光谱中有两条谱线在3950Å附近。从遥远恒星的光线里观察到的多普勒效应表明,星系正在离开我们退行着,其速度与它们地球的距离成正比,设星系1和2与地球的距离为r1和r2(这是由其他方法测出的),则他们的速度v1v2可由多普勒效应确定对来自牧夫星座的一个星座的光的测量发现,这两谱线出现在4470Å处,它们向红端移动了520Å。利用多普勒移动的计算公式,由此可以推断出,这团星云正以相对速度为0.13倍光速离开我们退行着。通过大量的观测结果,科学家们得到了一个经验公式;距离我们为r的星系的相对速度可以用下式表达:
我们通常称之为宇宙的半径。当然,这两个量只是一种数量级估计。