扫视一下宇宙中极其遥远的部分，便可以发现银河系以我们的高速运动。 在这样的距离下，可以看到更多的星系，它们的大小较小，不那么发达，并且与附近的星系相比以较大的红移而移动。当您观察遥远的宇宙时，您会看到无处不在的星系-全方位，数百万亿光年。 人类有大约2万亿个星系可供观测，而且宇宙中所有事物的总量比我们大多数人想象的要大得多，而且令人难以置信。 最令人困惑的事实之一是，我们看到的所有星系平均都遵循一条规则：离我们越远，它们移向我们的速度就越快。 埃德温·哈勃（Edwin Hubble）和他的助手们在1920年代所做的这一发现，使我们看到了一个不断扩大的宇宙。 但是，宇宙在膨胀意味着什么？ 科学知道这一点，现在您将知道！
我们看得越远，看到的宇宙就越古老且未开发。 但这仅是相对论通论适用于宇宙并控制其膨胀。1）宇宙的膨胀是什么？ 这是听起来合理的问题之一，因为其他所有可能扩展，由物质组成的事物都存在于宇宙的空间和时间中。 但是宇宙本身就是时空，它包含所有可用的物质和能量。 说到“宇宙的膨胀”，我们的意思是空间在膨胀，我们看到各个星系及其星团彼此散射。 该过程的最佳可视化是葡萄干面团，其由于在烤箱中烘烤而上升。
宇宙膨胀的“葡萄干面包”模型，其中相对距离随着空间的膨胀而增加（测试）。面团是空间的结构，葡萄干是相关的结构（星系或星系团/星团），从任何葡萄干的角度来看，其他所有人都远离它，而葡萄干越远，它越快跑掉。 仅在宇宙的情况下，面团外面没有炉子和空气。 只有面团（空间）和葡萄干（物质）。
红移不是由我们的星系运动引起的-从空间的遥远点传播到我们的光的红移是由于我们和银河系之间空间的扩展2）我们怎么知道空间的结构正在扩展-也许仅仅是星系以不同的速度运动？ 如果物体从您的各个方向移动，那么您和它们之间的空间可能正在扩大； 但这只是可能性之一。 听起来您可能处于爆炸的中心也很合理，而且许多物体恰好离您较远，并且今天移动得更快，因为它们在爆炸过程中获得了更多能量。 如果是这样的话，那么这两个证据将脱颖而出：
- 在远距离，高速的星系会更小，因为它们会随着时间的推移在空间中飞散。
- 与空间组织扩展时的情况不同，在远距离处的红移与范围之比将具有非常确定的形状。
基于简单运动的解释（虚线）和针对扩展宇宙中距离的GR预测（实线）之间的差异。 我们的观察结果与GR的预测明确一致。在远距离，星系的密度高于我们附近。 这与空间扩展的图相吻合，因为凝视远方与凝视过去（扩展远没有那么强烈）相同。 我们还看到，在遥远的星系中红移与距离之比与空间结构扩展的图像相吻合，与当星系简单地远离我们移动时的情况并不吻合。 科学以两种截然不同的方式为这个问题提供了答案，并且这两个答案都支持扩展宇宙的选择。
表观膨胀率（y轴）与距离（x轴）的曲线图与宇宙相吻合，后者过去的膨胀速度较快，但今天仍在膨胀。 这是现代观测形式，其延伸距离是哈勃望远镜的数千倍。 请注意，这些点不位于一条直线上，这表示扩展速率随时间而变化3）宇宙是否总是以相同的速度膨胀？ 我们称此速度为哈勃常数，但它在整个空间而不是整个时间都是恒定的。 如今的今天，宇宙的膨胀速度比过去要慢[
在这里，伊森（Ethan）解释了为什么膨胀速度变慢，而星系飞散的速度更快。 翻译]。 当我们谈论膨胀速度时，我们指的是每单位距离的速度：今天大约是70 km / s / Mpc（每兆帕秒每秒公里；兆帕秒-3,260,000光年）。 但是膨胀率取决于宇宙中所有事物的密度，包括辐射物质。 随着宇宙的膨胀，其内部的物质和辐射的密度降低，而随着物质和辐射的密度降低，膨胀速度也降低。 过去，宇宙的扩张速度更快，而自从大爆炸以来，宇宙的速度却放慢了。 哈勃常数并非如此精确命名； 它应该称为Hubble参数。
遥远的宇宙命运的选择提供了几种可能性，但如果暗能量确实恒定，如我们的数据所示，那么宇宙将继续遵循红色曲线4）宇宙会永远膨胀，还是会停下来，甚至会收缩？ 许多代以来，这个问题一直是宇宙学和天体物理学的圣杯，只有通过确定宇宙的膨胀率以及其中存在的所有类型和数量的能量，才能回答这个问题。 现在，我们已经成功地测量了其中存在着多少正常物质，辐射，中微子，暗物质和暗能量，以及宇宙的膨胀速度。 根据物理学定律和过去的事件，宇宙很可能会永远扩展。 尽管该概率不等于100％； 如果将来诸如暗物质之类的事物在行为上有所不同（而不是过去或今天），则我们的所有结论都必须进行回顾。
5）是否有银河系以比光速更快的速度逃离我们，这是不被禁止的吗？ 从我们的角度来看，我们与任何遥远点之间的空间正在扩大。 事物越远，它离开我们的速度就越快。 即使扩展速度很小，一个相当远的对象最终也将克服任何最终速度的阈值，因为扩展速度（每单位距离的速度）乘以足够大的距离将为您提供任何速度值。 但是GRT并不禁止这样做！ 禁止运动快于光的法律仅适用于物体在空间中的运动，不适用于空间本身的扩展。 实际上，星系本身正在以数百或数千公里/秒的速度运动，这远小于光所设定的极限300,000公里/秒。 失控和红移是由宇宙膨胀而不是银河系的真实运动引起的。
在可观测的宇宙（黄色圆圈）内，大约有2万亿个星系。 由于宇宙的膨胀，永远无法到达距离我们到边界的距离超过三分之一的银河系，因此可供人类研究的空间仅为观测到的宇宙的3％宇宙的膨胀是物质的存在和能量充满时空的必然结果，受制于GR。 只要有物质，就会有引力吸引，所以引力必胜，一切都会收缩，或者引力必失，必胜。 没有扩张的中心；在宇宙可以扩张的空间之外没有东西； 宇宙本身的结构在任何地方，不断地经历着膨胀。 最令人烦恼的是，即使我们今天离开地球，以光速驶上道路，整个可观测宇宙中只有3％的星系可供我们使用； 其中97％已经超出了我们的能力范围。 宇宙可能是一个困难的地方，但是至少现在您知道五个最常见的令人困惑的问题的答案！