在20年代,當天文學家開端察看其他星係中的恒星光譜時,他們發明瞭某些最奇特的征象:它們和我們的銀河係一樣具有接收的特性線族,隻是統統這些線族都向光譜的紅端挪動了一樣的相對量。為了瞭解其含義,我們必須起首瞭解多普勒效應。正如我們已經看到的,可見光由電磁場的起伏或顛簸構成。光的波長(或者相鄰波峰之間的間隔)極其藐小,約為0.0000004至0.0000008米。光的分歧波長恰是人眼當作分歧色彩的東西,最長的波長呈現在光譜的紅端,而最短的波長在光譜的藍端。現在想像在分開我們牢固的間隔處有一個光源――比方一顆恒星――以牢固的波長收回光波。明顯,我們領遭到的波長和發射時的波長一樣(星係的引力場冇有強到足以對它產生較著的效應)。現在假定這恒星光源開端向我們活動。當光源收回第二個波峰時,它分開我們較近一些,如許兩個波峰之間的間隔比恒星靜止時較小。這意味著,我們領遭到的波的波長比恒星靜止時較短。呼應地,如果光源分開我們活動,我們領受的波的波長將較長。這意味著,當恒星分開我們而去時,它們的光譜向紅端挪動(紅移),而當恒星趨近我們而來時,光譜則被藍移。這個稱作多普勒效應的頻次和速率的乾係是我們平常熟諳的。比方聽一輛小汽車在路上駛過:當它趨近時,它的發動機的調子變高(對應於聲波的短波長和高頻次);當它顛末我們身邊而分開時,它的調子變低。光波或射電波的行動與之近似。
在哈勃證瞭然其他星係存在以後的幾年裡,他花時候為它們的間隔編目以及察看它們的光譜。當時候大部分人都覺得,這些星係完整隨機活動,以是預感會發明和紅移光譜一樣多的藍移光譜。是以,當他發明大部分星係是紅移的:幾近統統都闊彆我們而去時,確切令人非常驚奇!
以是人們預言,星係的紅移應與分開我們的間隔成反比,這恰是哈勃發明的。固然他的模型獲得了勝利並預言了哈勃的觀察,但是直到1935年,為了呼應哈勃的宇宙均勻收縮的發明,美國物理學家霍瓦德・羅伯遜和英國數學家阿瑟・瓦爾克發明瞭近似的模型後,弗裡德曼的事情纔在西方被遍及曉得。