Amikor a csillagászok az 1920-as években először kezdték el vizsgálni a többi galaxis spektrumát, rendkívül furcsa jelenségre bukkantak: ugyanolyan hiánylistát találtak, mint a galaxisunk csillagainál, de valamennyi szín azonos irányban eltolódott a színkép vörös vége felé. Ennek a jelentőségét akkor értjük meg igazán, ha megismerkedünk a Doppler-jelenséggel. Mint láttuk, a fény az elektromágneses tér fluktuációiból, hullámzásiból áll. Frekvenciája (azaz a hullámok másodpercenkénti száma) roppant nagy, a látható tartományban másodpercenként négyszáz millió millió és hétszáz millió millió közötti. Szemünk a különböző frekvenciákat különböző színekkel érzékeli, a legalacsonyabbak a spektrum vörös végén jelentkeznek, míg a legmagasabbak pedig a kék végén.

Mármost képzeljünk el egy állandó távolságú fényforrást, például egy csillagot, amely állandó frekvenciájú fényt bocsát ki. Nyilvánvaló, hogy a kibocsátott és az általunk érzékelt fény frekvenciája azonos lesz (a galaxis gravitációs tere nem elég nagy ahhoz, hogy számottevő hatása legyen). Tegyük fel, hogy a csillag közeledik felénk. A következő hullámhegy kibocsátásakor közelebb lesz hozzánk a fényforrás, így a hullámhegy rövidebb idő alatt ér el hozzánk, mintha a csillag mozdulatlan maradt volna. A két hullámhegy megérkezése közötti idő csökken, tehát másodpercenként több hullám érkezik hozzánk (azaz nagyobb a frekvencia), mint amikor a csillag mozdulatlan volt. Ugyanígy, amikor a fényforrás távolodik tőlünk, a hullámok frekvenciája csökken. A fény esetében ez azt jelenti, hogy a tőlünk távolodó csillagok spektruma eltolódik a színkép vörös tartománya felé (ezt nevezzük vöröseltolódásnak), míg a hozzánk közeledőké a kék tartomány felé csúszik. A frekvencia és a sebesség közti összefüggés, melyet Doppler-jelenségnek hívnak, mindennap tapasztalataink közt is szerepel (az úton felénk haladó autó motorjának hangja egyre magasabb, majd amikor távolodik, egyre mélyebb lesz).

Következő bejegyzésemben a Friedmann-modellekről fogok írni, nagyon érdekes téma, de megértéséhez mindenképp szükségesek az eddig leírt ismeretek elsajtítása.