红灯区

1912年，维斯托·斯里弗（发现冥王星项目的领导者）正在分析来自遥远星系的光，以确定它们的组成。他注意到，其他星系发出的光信号与氢元素相同，但光谱向红色端频移。氢是银河系中最丰富的元素，所以在其他地方看到它是很合理的。但为什么光会偏向红色呢？

长期以来，没有人知道这个观察结果意味着什么。但1927年，比利时神父、物理学家乔治·勒梅特（Georges Lemaître）提出了一个大胆的想法：如果光的红移是因为其他星系在远离我们呢？如果宇宙正在膨胀，遥远星系的光波在随着膨胀而拉伸呢？

爱因斯坦读了勒梅特的论文，对其中的数学方法印象深刻，但觉得宇宙膨胀的想法太荒谬了。在一些物理学的神话中，爱因斯坦写信给他说：“你的数学很好，但物理很糟糕。”

同一年稍晚些时候，美国天文学家埃德温·哈勃（Edwin Hubble）公布了一个更令人费解的发现：星系越遥远，红移越明显。这句话非常耐人寻味，所以让我们来仔细分析它是如何产生的。

想象我们看到了一个特定的星系，姑且称之为“阿诺德”（Arnold）。我们测量到它远离我们的速度是100米每秒（m/s）。现在假设发现了一个比阿诺德更遥远的星系，我们称之为“比琳达”（Belinda），同样以100m/s的速度远离。阿诺德和比琳达以相同的速度远离我们，就像是双人自行车的两个轮子，所以它们发出的光应该具有相同的红移量。

但是，现在假设你就生活在阿诺德星系，并把望远镜对准比琳达星系。在你看来，比琳达星系是静止的，因为你们正在以相同的速度移动。但如果你把望远镜对准银河系，会发现银河系正在以100m/s的速度远离。从逻辑上你会得出这样的结论：你所在的阿诺德星系与比琳达星系是宇宙中的两个中心星系，其他万物都在远离。但你得不出这样的结论。

哈勃发现，更遥远的比琳达星系远离我们的速度比阿诺德星系更快，假设是200m/s。因此，阿诺德星系的观察者会发现比琳达星系正在以100m/s的速度远离，而银河系同样以100m/s的速度朝相反的方向远离。换句话说，如果一切都在相互退行，那么越遥远的物体退行速度就越快。

红移现象也有一些例外，比如仙女座星系有稍微的蓝移（这意味着它处在可能与银河系碰撞的轨道上，大约40亿年后到达），但整体上来说，这个画面是清晰的。从我们的角度来看，越遥远的星系移动速度越快，这意味着所有的星系都在相互远离。

要看到这样的结果，除非宇宙在膨胀。爱因斯坦一听说哈勃的发现，就立刻承认自己错了，并开始宣传勒梅特的膨胀理论。得到爱因斯坦这样的人的认可永远不是坏事。