膨脹的宇宙

膨脹的宇宙，是把廣義相對論應用於整個宇宙的結果。當為一個在各處、各方向看上去都大致相同的宇宙求解愛因斯坦方程時，那些被稱為 FLRW 模型的解，不允許它靜止不動：空間本身必須隨時間或拉伸、或收縮。我們的宇宙正在拉伸，所以相距遙遠的星系之間的距離會隨歲月流逝而增大，把它們彼此帶離。

至關重要的微妙之處在於，星系並不是像炸彈碎片那樣穿過空間向外飛散。相反，是它們之間的空間在膨脹，就像氣球表面上的墨點會隨氣球充氣而彼此漂離，儘管沒有哪個點在橡皮上移動過。這正是為何越遙遠的星系退行得越快——這是愛德溫·哈勃在1929年發現的關係：我們與它們之間隔著更多正在拉伸的空間，於是膨脹的部分也更多。膨脹並沒有一個中心，也沒有一道它向外逃離的邊緣。

把這種膨脹倒放回去，一切曾經擠得近得多、熱得多、也密得多，這正是大霹靂圖景的基礎，並由瀰漫天空的那一抹微弱的熱餘暉所證實。空間的拉伸也會拉長穿行其間的光的波長，把遙遠星系的光移向紅端；正是這種宇宙學紅移，讓我們得以測量宇宙增長的速度有多快、又持續了多久。