Все мы когда-нибудь замечали, что если источник звука приближается к нам, то его звук более высокий, а когда удаляется, звук становится более низким. Когда источник звука статичен по отношению к нам, мы его слышим без всяких искажений. Для примера возьмем машину, которая проезжает мимо вас; для водителя звук не меняется (машина статична по отношению к водителю), но вы, скажем, стоите на обочине, и вы слышите машину громче, когда она приближается к вам, но когда удаляется, то тише. Это явление называется эффектом Доплера.
Дело в том, что когда источник звука приближается к нам, звуковая волна сжимается, повышается ее частота, и мы слышим более высокий звук, в тот момент когда объект достигает нас, мы слышим звук таким, какой он есть на самом деле, когда же источник звука удаляется от нас, звуковая волна растягивается, и мы слышим более низкий звук. Но причем здесь расширение Вселенной?
Оказывается, то же самое что происходит со звуком, также происходит и с волнами света, если источник света удаляется от нас, то длина волны становится больше, если приближается, то меньше. Свет с большей длиной волны красный, а свет с меньшей длиной волны синий. Если какая-то звезда или галактика удаляется от нас, то свет, который мы видим на земле, будет казаться для нас краснее. Это называется красным смещением.
В прошлом веке астрономы заметили, что свет от далеких галактик смещен в красную часть спектра, а значит они удаляются от нас. Чем дальше от нас галактика, тем она краснее, и тем она быстрее удаляется, и это означает что вселенная расширяется, а не статична, как думали раньше. На больших масштабах красное смещение происходит не просто потому что галактика движется сквозь пространство, как это было с машиной, а расширяется само пространство, делая при этом длину волны больше, а цвет краснее.