Глядя на звезды на небосводе мы видим картину прошлого. Зная расстояние до звезды можно определить, сколько понадобилось свету, который мы видим в текущий момент, что бы долететь до нас. Ближайшая к нам звезда это наше Солнце. Несмотря на близость, свету от Солнца требуется в среднем 8 минут 17 секунд, чтобы долететь до Земли. Астрофизики смогли определить расстояние практически до всех объектов в космосе. Если нам известно расстояние до объекта, а также скорость света, можно легко определить время, которое понадобилось свету, что бы долететь до нас.

 

Американский астроном Эдвин Хаббл, изначально исследовал природу туманностей. Его интересовал вопрос, что это за туманные образования и где он они находятся, в нашей Галактике или за ее пределами. Свои исследования Хаббл начал с туманности Андромеды. На ее окраинах он рассмотрел скопления отдельных звезд. Некоторые из этих звезд относятся к классу переменных цефеид. Если наблюдать за переменной цефеидой довольно долго, собирая данные о периоде изменения ее светимости, можно по зависимости период—светимость узнать, какое количество света (мощность излучения) она испускает. А затем, зная мощность излучения становиться возможным, узнать расстояние до нее. Хабблу удалось рассчитать расстояние до цефеид расположенных на окраине туманности Андромеды и соответственно до самой туманности тоже. Это расстояние по его подсчетам составляло 900 000 световых лет (по результатам последних измерений это расстояние составляет 2,3 миллиона световых лет). Изучая туманность Андромеды и другие туманности Эдвин Хаббл сделал вывод, что туманности это вовсе не туманности, а галактики, расположенные за пределами Млечного Пути. Галактики нам кажутся туманными облаками в следствии своего удаления. На таком огромном расстоянии мы просто не можем рассмотреть отдельные звезды, расположенные в них.

 

Дальнейшее изучение полученных данных показало, что спектры всех галактик смещены в красную сторону. И чем дальше расположена галактика от Земли, тем больше величина смещения. Хаббл связал это с эффектом Доплера, а это значит, что все наблюдаемые нами галактики удаляются друг от друга со скоростью имеющую линейную зависимость от расстояния между ними. Исходя из этого Хаббл сформулировал свой закон:

 

где v — скорость удаления галактики, H — коэффициент пропорциональности, сегодня называемый постоянной Хаббла (в настоящее время принимается равной H = 70 км/(с•Мпк)), r — расстояние до галактики.

 

Хаббл открыл свой закон наблюдая за ближайшими к нам галактиками. В дальнейшем открытые, новые, все более удаленные от Земли галактики также не выпадают из под действия этого закона. Закон Хаббла открыл невероятное - Вселенная расширяется! Нарисуйте на не надутом воздушном шарике десяток точек рядом друг с другом. Представьте, что вы находитесь на одной из этих точек и шар начали надувать. Чем больше надувается шар, тем дальше становятся точки от вас и чем дальше изначально была точка от вас, тем быстрее она удаляется. Вам будет казаться, что именно ваша точка это и есть центр процесса, но если вы себя представите на другой точке, вам также будет казаться что вы в центре. Так же разбегаются и галактики. Расширяется само пространство и любому наблюдателю кажется, что именно он находиться в центре.

 

Так же важно знать, закон Хаббла выполняется лишь примерно. Это связанно с тем, что галактики помимо скорости связанной с расширением Вселенной имеют еще скорость собственного движения в том или ином направлении. И эти скорости могут составлять от нескольких сотен до нескольких тысяч км/с. Исходя из этого, если галактики находятся друг от друга на расстоянии нескольких Мпк, собственные скорости галактик могут, как сближать их, так и удалять друг от друга, делая закон Хаббла не применимым. Закон Хаббла работает с высокой точностью для далеких галактик, но в определенных пределах. Постоянная Хаббла для более близких галактик и  для расположенных на больших расстояниях (тысячи Мпк - миллиарды световых лет) различна. Но до сих пор Закон Хаббла остается наиболее простым и надежным способом вычисления расстояния до галактик и их скоплений.

 

По закону Хаббла можно вычислить не только расстояние до галактик, но и возраст Вселенной. Если представить, что время и расширение пространства пошло в обратном направлении, то мы дойдем до момента, когда вещество Вселенной было сжато в небольшом объеме, по сравнению с нынешним ее размером. Теория рождения, расширения Вселенной из небольшого объема или сингулярного состояния получила название – теория Большого взрыва. Более удачной модели рождения и эволюции Вселенной на данный момент нет. Возраст Вселенной или время расширения Хаббла можно рассчитать по формуле T = 1/H, где H это постоянная Хаббла. В настоящее время принимается равной H = 70 км/(с•Мпк). Подставив значение постоянной Хаббла в формулу мы получим время расширения равное 14 миллиардов лет. Это и будет примерным временем существования вселенной. По данным последних исследований, возраст вселенной равен 15 миллиардов лет, плюс-минус несколько миллиардов лет. Возраст Солнца 4,6 миллиарда лет, Земли 4,54 миллиарда лет. Жизнь на Земле зародилась 3,7 миллиарда лет назад