哈勃定律

1920年代，测量遥远星系的天文学家注意到一件怪事：几乎每个星系的光都向红端偏移，仿佛它正冲着我们远去，而且星系越远，似乎逃得越快。哈勃定律就是埃德温·哈勃从中归纳出的简单规律：一个星系的退行速度与它的距离成正比。距离翻倍，速度翻倍；距离十倍，速度十倍。

写成公式不过是 v = H0 d，其中 v 是星系退行的快慢，d 是它的距离，H0（哈勃常数）是定下速率的比例常数。这些数字很大：一个在一亿光年外的星系，退行速度大致约为每秒2,000千米。这条整齐的直线关系，正是空间均匀膨胀所预言的——如果所有距离每一秒都按相同的百分比增长，那么更远的两点就必然以成比例更快的速度分离。因此哈勃定律绝不是我们身处特殊中心的证据；任何星系里的观测者都会测到同样的定律，因为每个人看到的是同一场膨胀。

哈勃定律是宇宙在膨胀的第一项有力观测证据，往回推则指向一个又热又密的开端。它也是宇宙学日常的主力工具：测出一个遥远星系的红移，哈勃定律就把它换算成距离，我们正是这样把宇宙测绘到数十亿光年之外。一句提醒：这条定律是平滑的平均。近处的星系还各有自己的随机运动和引力牵扯（比如仙女座星系其实正朝我们靠近），所以只有当星系远到膨胀主导其运动时，干净的 v = H0 d 关系才会显现。