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图解时间简史：人人都可以读懂的霍金 [:1700895558]
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图解时间简史：人人都可以读懂的霍金 2 最初的观测 斯莱弗的发现
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20世纪初，美国的天文学家斯莱弗观测了银河系附近的多个旋涡星系，并调查了各个星系释放出来的光的性质，并得出了它们正在远离地球而去的结论。
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远去的星云
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1912年，维斯多·斯莱弗观察了仙女座星云M31的光谱，发现向蓝色方向移去。根据多普勒效应，就可以得出结论，仙女座星云正以每秒30千米的速度飞向地球。斯莱弗马上测量其他的星云，到1914年他一共分析了13个星云，发现有11个是向红的方位移动，2个向蓝的方位移动。到1925年他观测的星云数目达到41个，加上其他天文学家观测的4个星云，一共45个星云中，有43个是红移，2个蓝移。
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尽管在当时河外星系的概念还没有确立，天文学家还不能确定，这些今天被称为“星系”的暗弱光斑，究竟是独立的恒星集团，还是银河系中的气体星云。但是，他们根据观测数据，依旧形成了这样一个结论：大部分星云正在高速飞离地球。
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星系远离之谜
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在观测过程中，斯莱弗发现，大部分星系都以数百万千米的时速远离银河系。我们熟悉的地球上的所有交通工具的时速，都无法与之相提并论。
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但是，为什么星系会高速运动？为什么它们中大多数是向远离银河系的方向运动？星系在宇宙空间中的存在如果是不规则的，那么从地球上观测，它们也应该向着各个不同的方向运动。也就是说，应该有靠近银河系的星系，也有远离银河系的星系。而事实是大多数星系在远离银河系，这其中应该有什么特别的理由。但对于当时的人们来说，这始终是个不解之谜。
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图解时间简史：人人都可以读懂的霍金 斯莱弗发现星云远去
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1912年，斯莱弗把多普勒效应用于仙女座大星云，当时他还没有看出它是一个河外天体。他计算出它以每秒200千米的速度逼近地球。他又对其他星云做了同样的工作，发现所有这些星云和仙女星云不同，它们都从地球退行，而且速度远远高于普通恒星的视向速度。
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星系在宇宙空间中的存在如果是不规则的，那么从地球上观测，它们也应该向着各个不同的方向运动。也就是说，应该有靠近银河系的星系，也有远离银河系的星系。
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维斯多·斯莱弗，美国天文学家，曾任洛厄尔天文台台长，他的工作主要是对太阳系的观测，他发现了天王星的大气含有甲烷。在太阳系之外，他对星云特别感兴趣。
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斯莱弗用恒星光谱测量了邻近星系的移动速度。通过测量遥远星系发出的光波是被压缩还是拉伸，来确定它们是在移向我们还是远离我们。
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斯莱弗观测到大多数旋涡星云正在远离地球，不过当时他并没有想到这意味着什么，也不认为发现的星云其实是银河系外的其他星系。
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图解时间简史：人人都可以读懂的霍金 [:1700895559]
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图解时间简史：人人都可以读懂的霍金 3 光谱分析的应用 光的波长和颜色
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在详细介绍“宇宙膨胀”之前，让我们先了解一下斯莱弗是如何计算星系的速度的。