一輛鳴著喇叭的車從我們身邊經過，我們會感受到音調的變化，因為聲音源在不斷靠近或遠離我們的耳朵，從而對聲波產生了影響。
在宇宙中，其他的天體不會向地球傳遞聲音，但卻可以向地球傳遞光。如果一顆恆星距離地球越來越遠或越來越近，光的波長也會產生變化，從而影響光的顏色。恆星遠離我們時，光的波長變長，移向光譜的紅色端；恆星靠近我們時，光的波長變短，移向光譜的藍色端。
聲音的波長變化效果，最早在1800年被提出，由於光也有波長，這意味著光也能和聲音一樣產生波長的伸展和收縮。由於光的速度是聲音的100萬倍，因此只有快速移動的物體才能出現紅移或藍移。通過1929年的觀測，科學家發現幾乎所有的星系都在遠離，這種現象讓科學家提出了宇宙膨脹的想法。
美國天文學家哈勃，第一個將宇宙紅移現象和宇宙膨脹聯繫到一起，哈勃望遠鏡的明星就是為了紀念這位科學家。
通過觀察宇宙的紅移現象，科學家發現星系距離地球越遠，遠離的速度越快。
紅移不但發生在宇宙中的其他星系，也發生在星系內部。通過多年的觀察，天文學家紅移主要分為3種——宇宙膨脹導致的紅移、星系之間的相互遠離產生的紅移、星系內部的物質移動導致的紅移。
紅移具有非常顯著的測距效果，通過紅移現象，2011年，科學家發現了有史以來最遙遠的物體，距離地球大約131.4億光年，宇宙大爆炸大約發生在138億年前，這意味著最遙遠的物體距離大爆炸僅有幾億年。
2016年，科學家發現最遙遠的星系GN-z11，通過測量紅移，科學家可以衡量宇宙的大規模結構，讓平面的宇宙照片變成立體的圖像。
紅移現象在宇宙範圍內更為明顯，但是也可以在細小的變化中找到紅移。
愛因斯坦提出引力波概念後，科學家就希望通過引力波信號找到微弱的紅移效果，從而可以通過紅移現行計算出物質的引力，進而判斷其質量。
推動宇宙加速膨脹的能量，是一種未知的力量，目前被統稱為暗能量。
暗能量與萬有引力相反，會不斷提供排斥力推動宇宙加速膨脹。如果暗能量一直提供排斥力，那麼宇宙的膨脹加速就會一直進行，最終有可能超越光速。
當宇宙中的所有天體都以光速遠離，那麼光將再也無法到達地球，紅移現象也會完全消失，宇宙的秘密或許永遠都無法揭開。
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