红移在物理学和天文学领域，指物体的电磁辐射由于某种原因波长增加的现象，在可见光波段，表现为光谱的谱线朝红端移动了一段距离，即波长变长、频率降低。红移的现象目前多用于天体的移动及规律的预测上。当光源远离观测者运动时，观测者观察到的电磁波谱会发生红移，这类似于声波因为多普勒效应造成的频率变化。这样的红移现象在日常生活中有很多应用，例如多普勒雷达、雷达枪，在分光学上，人们使用多普勒红移测量天体的运动。这种多普勒红移的现象最早是在19世纪所预测并观察到的，当时的部分科学家认为光的本质是一种波。另一种红移机制
怎样测量红移？
由于红移正比于距离，这就给宇宙学家提供了一个测量宇宙的衡量标准。量杆必须通过测量较近星系来校准，虽然这种校准还有一些不确定性，但它仍然是宇宙学唯一最重要的发现。
没有测量距离的方法，宇宙学家就不可能真正开始认识宇宙的本质，而哈勃定律的准确性表明，广义相对论是关于宇宙如何运转的极佳描述。
由于历史原因，星系的红移仍然用速度来表示，尽管天文学家知道红移并非由自身的空间运动所引起。一个星系的距离等于它的红移“速度”除以一个常数，这个常数叫作哈勃常数，它的数值大约是600000米每秒每百万秒差距，这意味着星系和我们之间距离的每一个百万秒差距将引起600000米每秒的红移速度。对我们最近的邻居来说，宇宙学红移是很小的，而像仙女座星系那样的星系显示的蓝移确实是它们的空间运动造成的多普勒效应蓝移。
遥远的星系团中的星系显示围绕某个中间值的红移扩散度，这个中间值就是该星系团的宇宙学红移，而对于中间值的偏差则是星系在星系团内部的运动引起的多普勒效应。
哈勃定律是唯一的红移/距离定律，除稳定宇宙除外，不论从宇宙中的哪个星系来观测，这个定律看起来都是一样的。每个星系，非常近的邻居除外，退离另一个星系的运动都遵循这条定律，膨胀是没有中心的。这种情形通常被比作画在气球表面的斑点，当气球吹胀时，斑点彼此分开更远，这是因为气球壁膨胀了，而不是因为斑点在气球表面上移动了。从任意一个斑点进行的测量将证明，所有其他斑点的退行是均匀的，完全遵守哈勃定律。
当红移大到相当于大约1/3以上光速时，红移的计算就必须考虑狭义相对论的要求。所以，红移等于2并不表示天体的宇宙学速度是光速的两倍。
事实上，z=2对应的宇宙学速度等于光速的80%。已知最遥远的类星体的红移稍稍大于4，对应的速度刚刚超过光速的90%；星系红移的最高纪录属于一个叫作8C1435+63的天体，其红移值等于4.25。宇宙微波背景辐射的红移是1000。
宇宙的衡量
请问红移是怎样测定的？
直接观测的。
一个天体的光谱向长波（红）端的位移叫做红移。通常认为它是多普勒效应所致，即当一个波源（光波或射电波）和一个观测者互相快速运动时所造成的波长变化。美国天文学家哈勃于1929年确认，遥远的星系均远离我们地球所在的银河系而去，同时，它们的红移随着它们的距离增大而成正比地增加。这一普遍规律称为哈勃定律，它成为星系退行速度及其和地球的距离之间的相关的基础。这就是说，一个天体发射的光所显示的红移越大，该天体的距离越远，它的退行速度也越大。红移定律已为后来的研究证实，并为认为宇宙膨胀的现代相对论宇宙学理论提供了基石。上个世纪60年代初以来，天文学家发现了类星体，它们的红移比以前观测到的最遥远的星系的红移都更大。各种各样的类星体的极大的红移使我们认为，它们均以极大的速度（即接近光速的90%）远离地球而去；还使我们设想，它们是宇宙中距离最遥远的天体。
光是由不同波长的电磁波组成的，在光谱分析中，光谱图将某一恒星发出的光划分成不同波长的光线，从而形成一条彩色带，我们称之为光谱图。恒星中的气体要吸收某些波长的光，从而在光谱图中就会形成暗的吸收线。每一种元素会产生特定的吸收线，天文学家通过研究光谱图中的吸收线，可以得知某一恒星是由哪几种元素组成的。将恒星光谱图中吸收线的位置与实验室光源下同一吸收线位置相比较，可以知道该恒星相对地球运动的情况。
天体光谱中某一谱线相对于实验室光源的比较光谱中同一谱线向红端的位移。
太阳的红移 1907年哈姆发现太阳边缘有与自转无关的小量红移。两条铁谱线与日面中心的相比，红移了+0.012埃。同年，海耳和W.S.亚当斯指出，他们所观测的谱线在日面边缘都有红移；而且波长越长，红移越大。此后发现除红移外,还有谱线轮廓的复杂变化。现在,任何解释太阳谱线红移的理论必须同时能说明下列观测事实：①日面中心的红移（绝对值）为广义相对论所预期的引力红移 □的一半；②红移从日面中心到边缘有变化，而且东边缘红移超出西边缘红移；③谱线轮廓不对称性从日面中心到边缘的变化，特别是当到达边缘时不对称性消失；④不同谱线的红移量之间存在一定的差别；有一些谱线的红移从日面中心到边缘没有变化，等于广义相对论红移。迄今对此还没有一种令人满意的解释。
电磁波经过太阳附近的红移 "先驱者" 6号行星际探测器于1968年12月21日飞到太阳背后，当它为日冕所掩时，曾观测到它发射的2,292兆赫频带的中心频率，除平均漂移外,可能有剩余红移。当金牛座T星接近于日掩时,也曾观测到中性氢21厘米谱线减小150赫。这些现象尚待进一步探索。
恒星的红移 1868年哈根斯测量了一些恒星的视向速度，宣布天狼的红移为每秒47公里。1915年发现白矮星之后，人们通常认为白矮星的巨大剩余红移主要是引力红移。此外，在Of型星、沃尔夫－拉叶星、某些银河星团的成员星、猎户座大星云中的B型星中也观测到反常红移(这里指不能用引力效应解释的红移)。目前，还没有恰当的理论揭示恒星红移的本原。
星系的红移 除少数几个近距星系外，其他星系的光谱都呈现红移，而且用射电方法测定的红移与可见光波段一致。1929年，哈勃发现了星系的红移量和距离成正比的规律，即哈勃定律。若承认红移是多普勒退行速度效应，则能得出可观测的宇宙作整体膨胀的结论。星系的红移成为五十年来影响最为深远的宇宙现象。然而，还有很多观测事实，在探讨星系红移本原时应该计及。例如，在某些星系团中，旋涡星系的红移比椭圆星系的大，即存在所谓的星系类型-红移效应;一些双重星系和多重星系中，特殊成员星系有反常红移（这里指不满足哈勃定律的红移）;霍金斯根据474个星系的红移－视星等关系，求出红移与距离的1.66次方成比例；沃库勒分析了118个星系群和星系团的平均红移和距离,认为红移与距离不是线性关系。
1966年以来，得知有不少类星体光谱中有比发射线多得多的吸收线，有的还有一组以上的不同红移的吸收线系；此外，还有很多吸收线没有得到证认。吸收线红移一般小于发射线红移。通常认为，吸收线是在类星体周围的气体中，或是在视线方向介于观测者和类星体之间的星系、星系晕或星际物质中产生的。
类星体的红移和视星等之间没有明显的关系，这与正常星系的情况很不相同。1978年，沙鲁和萨普利根据626个类星体的红移-视星等图,得出的斜率是0.141，而哈勃线性律则要求斜率为0.2。
1966年,阿普发现有一些类星体与特殊星系成协,而类星体有较大的红移。后来这种情况陆续有所发现，类星体的不相符红移甚至有大出两个数量级的，这向传统的红移解释提出了严重的挑战。
红移和速度 在经典多普勒效应中，引起谱线红移的仅是视线方向上的退行速度。在狭义相对论多普勒效应中,除径向退行外，横向速度也能引起红移,但比退行速度的红移小一级，可忽略不计。传统上把观测到的红移完全换算为径向退行速度。类星体巨大红移和不相符红移发现以后，横向速度引起的红移开始受到重视。若能观测到横向角速度（包括自行），则与保留横向速度项的相对论多普勒效应和哈勃定律联立求解，便可得到横向线速度和比单由哈勃定律得出的小得多的距离，并可把不相符红移解释为横向速度的差异。
星系和类星体的红移的解释 二十年代，星系红移的研究曾受到德西特静态宇宙模型的推动，而星系速度－距离关系的发现，则成为宇宙膨胀的观测证据。以广义相对论为基础的宇宙膨胀假说不仅可以解释哈勃定律，还能说明一系列观测到的现象，例如微波背景辐射和奥伯斯佯谬，但不能解释不相符红移。半个世纪以来，人们提出了许多关于红移的非速度本原的解释，例如，光子老化说，物理常数变化理论。有人还试图用不均匀宇宙模型、多重爆炸宇宙学等来说明偏离哈勃定律的不相符红移，然而这些都是假说，没有得到公认。
红移的观测方法
在天文观测中可以测量到红移，因为原子的发射光谱和吸收光谱，与在地球上的实验室内的分光仪校准好的光谱比较时，是非常的明显。当从同一个天体上测量到各种不同的吸收和发射谱线时，z被发现是一个常数。虽然来自遥远天体的谱线可能会被污染，并且有轻微的变宽，但并不能够用热力学或机械的行为来解释。基于这些和其他的理由，公众的舆论已经将天文学上观测到的红移认定是三种类似的多普勒红移之一，而没有任何一种假说能如此的振振有词。
光谱学，用在测量上，比只要简单的通过特定的滤光器来测定天体亮度的光度学要困难。当测光时，可以利用所有的数据（例如，哈柏深空视场和哈柏超深空视场），天文学家依靠的是红移测光的技术，由于滤光器在某些波长的范围内非常灵敏，依靠这样的技术可以假定许多光谱的本质隐藏在光源之内，观测误差可以δz=0.5为级距来排序，并且比分光镜的更为可靠许多。然而，光度学无法考虑到红移的定性描述。例如，一个与太阳相似的光谱，但红移z=1，最为明亮的是在红外线的区域，而非以黄-绿为尖峰的黑体光谱，并且光的强度在经过滤光器时将减少二级（1+z）。 使用SOHO卫星的LASCOC1摄影机观测到的太阳日冕。这张图片是以铁XIV的5308Å谱线经都普勒仪观察日冕中的电浆接近与远离卫星的速度，转移成不同色码的一幅假色图。在附近的目标（在我们的银河系内的天体）观测到的红移几乎都与相对于视线方向上的速度有关。观察这样的红移和蓝移，让天文学家可以测量速度和分光星的参考质量。这种方法是英国天文学家威廉·哈金斯在1868年最先采用的。相同的，从光谱仪中对单独的一颗恒星所测得的微量的红移和蓝移是天文学家检测是否有行星系环绕着恒星的诊断和测量的方法之一。对红移更精确的测量被应用于日震学上，藉以精确的测量太阳光球的运动。红移也被应用于第一次的行星自转速率的测量、星际云的速度、星系的自转，还有吸积的动力学呈现在中子星和黑洞的多普勒和重力红移。
另外，还有各种不同辐射和吸收的温度造成的多普勒致宽-对单一的吸收或辐射谱线造成的红移和蓝移的效应。测量来自不同方向的氢线21公分波的扩展和转移，天文学家能测量出星际气体的退行速度，揭露出我们银河系的自转曲线。相同的测量也被应用在其他的星系，例如仙女座星系。做为一种诊断的工具，红移测量在天文学的分光学中是最重要的工具之一。 宇宙中合于哈勃定律的天体距离越远就有越大的红移，因此被观测到有最大红移，对应于最遥远的距离也有最长的回应时间的天体是宇宙微波背景辐射，红移的数值高达z=1089（z=0相当于现在的时间），在宇宙年龄为137亿年的状态下，相当于大爆炸之后379000年的时间。核心像点光源的类星体是“红移”（z>0.1）最高的天体，是在望远镜改善之前，除了星系之外还能被发现的其他高红移天体。被发现红移最高的类星体是z=6.4，被证实红移最高的星系是z=7.0在尚未经确认的报告中显示，透过重力透镜观测到的遥远星系集团有红移高达z=10的星系。
对比本星系群遥远，但仍在室女座星系团附近，距离为10亿秒差距左右的星系，红移与星系的距离是近似成比例的，这种关系最早是由哈柏发现的，也就是众所皆知的哈勃定律。星系红移最早是VestoSlipher大约在1912年发现的，而哈柏结合了Slipher的测量成为度量天体距离的另一种方法-哈柏定律。在建基于广义相对论下被广泛接受的宇宙模型中，红移是空间扩展的主要结果：这意味着遥远的星系都离我们而去，光离开星系越久，空间的扩展也越多，所以光也就被延伸越多，红移的值也就越大，所以越远的看起来就移动的越快。哈柏定律一样适用哥白尼原则，由于我们通常不知道天体有多明亮，测量红移会比直接测量距离容易，所以使用哈柏定律就可以得知天体大略的距离。
星系之间的和星系团的重力交互作用在正常的哈柏图上导致值得注意的消散，星系的本动速度和在宇宙中的维理天体的迷踪质量相叠加，这种作用导致在附近的星系（像仙女座星系）显示出蓝移的现象，并且向共同的重心接近，同时星系团的红移图像上帝的手指在作用使本动速度的消散大致成球型的分布。这个增加的组合给了宇宙学家一个单独测量质量的质光比（以太阳的质量和光为单位的星系的质量与光度比值），是寻找暗物质的重要工具。
对更遥远的星系，目前的距离和红移之间的关连性变得更为复杂。当你看见一个遥远的星系，也就是看见相当久远之前的星系，而那时的宇宙和现在是不同的。在那些早期的时刻，我们期待在俇展的速率上有所不同，原因至少有二个： 星系之间相互的重力吸引会减缓宇宙的扩张行动 可能存在的宇宙常数或第五元素与可能会改变宇宙扩张的速率。 最近的观测却建议宇宙的扩张不仅没有如同第一点的预测减速，反而在加速中。这是广泛的，虽然不是相当普遍的，相信这是因为有暗物质在控制着宇宙的发展。这样的宇宙常数暗示宇宙的最后命运不是大挤压，反而可预见宇宙将长久存在。（可是在宇宙内多数的物理程序仍然朝向热死亡。）
扩张的宇宙是大霹雳理论的中心预言，如果往前追溯，理论预测"奇点"的存在，而那时的宇宙有无限大的密度；广义相对论的理论，大霹雳的理论依据，将不再能适用。最有可能取代的理论据信是尚未成熟的量子重力学，能在密度变得无穷大之前继续适用。 在先进的自动化望远镜和改良的光谱仪合作之下，以一定数量星空的红移当成宇宙的投影，通过红移与角度位置数据的结合，红移巡天图可以显示天空中一定范围内物质的立体分布状态。这些观测被用来研究宇宙的宇宙的大尺度结构，长城、许多广达5亿光年的超星系团，红移巡天的检测提供了戏剧性的大尺度构造的例子。
第一次红移巡天是CfA红移巡天，开始于1977年，至1982年完成最初的资料蒐集。最近的有2度视场星系红移巡天，测量宇宙在一个部份的大尺度结构，量测了22万个星系的z值，最后的结果已经在2003年6月释出。（除了描绘星系在大尺度的模型，2度视场也可以估计微中子质量的上限。）其他值得重视的研究还有史隆数位巡天（SDSS），在2005年仍在继续进行中，目标瞄准在观测一亿个天体。SDSS已经观测到红移高达0.4的星系和红移超过z=6的类星体。深度2红移巡天使用凯克望远镜和新的“DEIMOS”光谱仪，是深度1计划的延续。深度2是设计来研究红移0.7或更高的黯淡星系，因此可以填补SDSS和2df计划的不足。
引力红移是什么，宇宙大爆炸后的膨胀速率是怎么靠红移测量的？
讲引力红移前必须要搞清楚多普勒红移，搞清多普勒红移前，就必须要搞清多普勒效应。
多普勒效应我们再熟悉不过了，在中学物理上，我们就学到了这个概念。但必须要复习一遍知识点，肯定很多人都忘了！
警车抓人时会开启警报，这种声音响彻云霄。当我们看到警车开道时，还总伴随着听到时而尖锐，时而沉闷的鸣笛声。
为什么会出现这种情况呢？在物理学上解释就是机械波的多普勒效应。
警车鸣笛产生的振动会在空气中以机械波的形式传播开来。如果警车靠近我们，我们听到的鸣笛声就会尖锐，如果警车远离我们而去，则此时我们听到的声音就会沉闷。
我们知道，频率高的声波，音调高，耳朵听起来就尖锐。频率低的声波，音调低，听起来就会沉闷。
当警车靠近我们时，声波的频率就会升高，远离时频率就会降低。
但很多人并不知道其中的缘由。其实振动源原地不动时，声波就会像水波一样传递开来，如果振动源沿着声波的x方向运动，那么x方向的声波就会臃肿起来，导致声波之间的波峰挨得更近，其波长降低，频率增加。就比如，用木棍沿着水面划动着，那沿着划动的方向的水波就会比之前更加密集。
那如果警车不动，而是我们朝着警车的方向运动，还会出现多普勒效应吗？
答案是依旧的，这时候我们听到的鸣笛频率依旧会变大。虽然两种情况都会产生多普勒效应，但发生的机制并不一样。
观察者，不动，波源靠近观察者，导致观察者听到的声波频率增加是因为：波源在运动过程中导致声波本身的频率增加了。
而波源不动，观察者靠近波源听到的声波频率增加是因为：人的耳朵在单位时间内接收到的波峰数量增加了，一时间波峰数量的激增会让人耳误以为听到了的声波频率增加了。其实这种情况下，波源本身的频率没有改变。
用一个不太恰当的事例通俗解释一遍
现在有一辆车，还有一群相隔同等距离的人站成一排。
这群人就相当声波，车辆相当于观察者。
如果我要让这辆汽车单位时间内撞到的人最多，就有三种办法。
第一种：车不动，人们排成一排主动往车上撞。而且后面的人还挤前面的人，导致人和人之间的距离越来越小，越靠近车的人越拥挤，那么汽车单位时间内撞的人就越多。
第二种：人不动，车开起来，撞这一排人。车开得越快，单位时间内撞到的人越多。
第三种：车和人都运动起来。
单位时间内撞到的人数就相当声波的频率。
所以第一种情况，声波本身的频率改变了。而第二种情况，声波本身频率没有改变，而是接受者感受到的声波频率增加了。
同样的道理也适用于光。在宇宙中，发出光源的恒星远离我们时，其光的频率降低，波长增加，在电磁波波谱上看就是靠近红端移动，这就是光的红移。反之就是靠近蓝端移动，简称蓝移。
电磁波谱
我们可以根据光的多普勒红移计算这个天体远行我们的速度。而有时候天体远离我们是由于宇宙膨胀导致的，我们也可以据此计算宇宙膨胀速率，这是光的多普勒效应。但是光的多普勒效应和普通的多普勒效应并不一样。由于光速不变原理，光的多普勒效应只会相应地改变波长和频率，其速度不会改变。
光还有一种多普勒效应，但不是由于波源与观察者相对移动导致的，而是由于引力场的存在导致的。
人们都知道光线在靠近强引力场的时候会弯曲，比如经过太阳周围的光线就是弯曲的。广义相对论就是根据太阳背后天体发出的光线靠近太阳时而弯曲的现象首次被证实的。
引力红移是指，光线远离引力场时会发生频率降低，波长增加的现象，在光谱上看就是靠红光端移动。
不同引力理论对引力红移有不同的解释，有人认为这是引力对光的拖拽效应。光线远离引力场，由于引力拖拽效应并不显著，导致光的频率降低，波长增加，所以就会发生红移。
还有一种解释是，在强引力场周围的时空弯曲异常严重，导致时间流逝变慢。远离强引力场的光线其时间体系相较于观察者本身比较慢，导致观察到的光谱也就低，这才导致了红移。
关于红移
1.由于多普勒效应，从离开我们而去的恒星发出的光线的光谱向红光光谱方向移动。
2.一个天体的光谱向长波（红）端的位移。天体的光或者其它电磁辐射可能由于运动、引力效应等被拉伸而使波长变长。因为红光的波长比蓝光的长，所以这种拉伸对光学波段光谱特征的影响是将它们移向光谱的红端，于是这些过程被称为红移。
[编辑本段]多普勒红移、引力红移和宇宙学红移的区别
红移有3种：多普勒红移（由于辐射源在固定的空间中远离我们所造成的）、引力红移（由于光子摆脱引力场向外辐射所造成的）和宇宙学红移（由于宇宙空间自身的膨胀所造成的）。对于不同的研究对象，牵涉到不同的红移，具体的见下表：
天体类型 多普勒红移 引力红移 宇宙学红移
行星 X X
恒星 X
星云 X
中子星 X X
白矮星 X X
近距离星系 X X
远距离星系 X X
黑洞 X X
通常引力红移都比较小，只有在中子星或者黑洞周围这一效应才会比较大。对于遥远的星系来说，宇宙学红移是很容易区别的，但是在星系随着空间膨胀远离我们的时候，由于其自身的运动，在宇宙学红移中也会参杂进多普勒红移。
一般说来，为了从其他红移中区别引力红移，你可以将这个天体的大小与这个天体质量相同的黑洞的大小进行比较。类似星云和星系这样的天体，它们的半径是相同质量黑洞半径的千亿倍，因此其红移的量级也大约是静止频率的千亿分之一。对于普通的恒星而言，它们的半径是同质量黑洞半径的十万倍左右，这已经接近目前光谱观测分辨率的极限了。中子星和白矮星的半径大约是同质量黑洞半径的10和3000倍，其引力红移的量级可以达到静止波长的1/10和1/1000。
宇宙学红移在100个百万秒差距的尺度上是非常明显的。但是对于比较近的星系，由于星系本身在星系团中的运动所造成的多普勒红移和宇宙学红移的量级差不多，你必须仔细的区别开这两者。通常星系在星系团中的速度为3000km/s，这大约与在5个百万秒差距处的星系的退行速度相当。
[编辑本段]详解：
天体的光或者其他电磁辐射可能由于三种效应被拉伸而使波长变长。因为红光的波长比蓝光的长，所以这种拉伸对光学波段光谱特征的影响是将它们移向光谱的红端，于是全部三种过程都被称为‘红移’。
第一类红移在1842年由布拉格大学的数学教授克里斯琴·多普勒做了说明，它是由运动引起的。当一个物体，比如一颗恒星，远离观测者而运动时，其光谱将显示相对于静止恒星光谱的红移，因为运动恒星将它朝身后发射的光拉伸了。类似地，一颗朝向观测者运动的恒星的光将因恒星的运动而被压缩，这意味着这些光的波长较短，因而称它们蓝移了。
一个运动物体发出的声波的波长(声调)也有与此完全相似的变化。朝向你运动的物体发出的声波被压缩，因而声调较高；离你而去的物体的声波被拉伸，因而声调较低。任何遇到过急救车或其他警车警笛长鸣擦身而过的人对以上两种情况都不会陌生。声波和电磁辐射的上述现象都叫做多普勒效应。
多普勒效应引起的红移和蓝移的测量使天文学家得以计算出恒星的空间运动有多快，而且还能够测定，比如说，星系的自转方式。天体红移的量度是用红移引起的相对变化表示，称为z。如果z=0.1，则表示波长增加了10％，等等。只要所涉及的速率远低于光速，z也将等于运动天体的速率除以光速。所以，0.1的红移意味着恒星以1/10的光速远离我们而去。
1914年，工作在洛韦尔天文台的维斯托·斯里弗发现，15个称为旋涡星云(现在叫做星系)的天体中有11个的光都显示红移。1922年，威尔逊山天文台的埃德温·哈勃和米尔顿·哈马逊进行了更多的类似观测。哈勃首先确定了星云是和银河系一样的另外的星系。然后，他们发现大量星系的光都有红移。到了1929年，哈勃主要通过将红移和视亮度的比较，确立了星系的红移与它们到我们的距离成正比的关系(现在称为哈勃定律)。这个定律仅对很少几个在空间上离银河系最近的星系不成立，例如仙女座星系的光谱显示的是蓝移。
起初，遥远星系的红移被解释成星系在空间运动的多普勒效应，似乎它们全都是由于以银河系为中心的一次爆炸而四散飞开。但很快就意识到，这种膨胀早已隐含在发现哈勃定律之前十几年发表的广义相对论方程式之中。当阿尔伯特·爱因斯坦本人1917年首次应用那些方程式导出关于宇宙的描述(宇宙模型)时，它发现方程式要求宇宙必须处于运动状态——要么膨胀，要么收缩。方程式排除了稳定模型存在的可能性。由于当时无人知晓宇宙是膨胀的，于是爱因斯坦在方程式中引入一个虚假的因子，以保持模型静止；他后来说这是他一生‘最大的失误’。
去掉那个虚假因子后，爱因斯坦方程式能准确描述哈勃观测到的现象。方程式表明，宇宙应该膨胀，这并不是因为星系在空间运动，而是星系之间的虚无空间(严格说是时空)在膨胀。这种宇宙学红移的产生，是因为遥远星系的光在其传播途中被膨胀的空间拉开了，而且拉开的程度与空间膨胀的程度一样。
由于红移正比于距离，这就给宇宙学家提供了一个测量宇宙的衡量标准。量竿必须通过测量较近星系来校准，虽然这种校准还有一些不确定性(见宇宙距离尺度)，但它仍然是宇宙学惟一最重要的发现。没有测量距离的方法，宇宙学家就不可能真正开始认识宇宙的本质，而哈勃定律的准确性表明，广义相对论是关于宇宙如何运转的极佳描述。
由于历史原因，星系的红移仍然用速度来表示，尽管天文学家知道红移并非由通过空间的运动所引起。一个星系的距离等于它的红移‘速度’除以一个常数，这个常数叫做哈勃常数，它的数值大约是60公里每秒每百万秒差距，这意味着星系和我们之间距离的每一个百万秒差距将引起60公里每秒的红移速度。对我们的最近邻居来说，宇宙学红移是很小的，而像仙女座星系那样的星系显示的蓝移确实是它们的空间运动造成的多普勒效应蓝移。遥远星系团(犹如一群蜜蜂)中的星系显示围绕某个中间值的红移扩散度；这个中间值就是该星系团的宇宙学红移，而对于中间值的偏差则是星系在星系团内部的运动引起的多普勒效应。
哈勃定律是惟一的红移/距离定律(稳定宇宙除外)，不论从宇宙中的哪个星系来观测，这个定律‘看起来都是一样’的。每个星系(非常近的邻居除外)退离另一个星系的运动都遵循这条定律，膨胀是没有‘中心’的。这种情形通常比作画在气球表面的斑点，当气球吹胀时，斑点彼此分开更远，这是因为气球壁膨胀了，而不是因为斑点在气球表面上移动了。从任意一个斑点进行的测量将证明，所有其他斑点的退行是均匀的，完全遵守哈勃定律。
当红移大到相当于大约1/3以上光速时，红移的计算就必须考虑狭义相对论的要求。所以红移等于2并不表示天体的宇宙学‘速度’是光速的两倍。事实上，z=2对应的宇宙学速度等于光速的80％。已知最遥远类星体的红移稍稍大于4，对应的‘速度’刚刚超过光速的90％；星系红移的最高记录属于一个叫做8C1435+63的天体，其红移值等于4.25。宇宙微波背景辐射的红移是1,000。
第三类红移是由引力引起的，而且也是爱因斯坦的广义相对论所阐明的。从一颗恒星向外运动的光是在恒星的引力场中做‘登山’运动，因而它将损失能量。当一个物体，比如火箭，在引力场中向上运动时，它损失能量并减速(这就是为什么火箭发动机必须点火才能将它推人轨道的原因)。但光不可能减速；光永远以比300,000公里每秒小一点点的同一速率c传播。既然光损失能量时不减速，那就只有增加波长，也就是红移。
原理上，逃离太阳的光，甚至地球上的火把向上发出的光，都有这种引力红移。但是，只有在如白矮星表面那样的强引力场中，引力红移才大到可测的程度。黑洞可以看成是引力场强大到使试图逃离它的光产生无穷大红移的物体。
所有三类红移可能同时起作用。如果我们的望远镜非常灵敏，能够看见遥远星系中的白矮星的话，那么白矮星光的红移将是多普勒红移、宇宙学红移和引力红移的联合效果。
大多数类星体的红移大于1。如果把类星体红移z解释为多普勒红移，则退行速度v可由下式算出：
式中c为光速，z=3.5时，v高达0.9c。
红移是河外天体共有的特征。因此，绝大多数天文学家认为，类星体是河外星体。红移-视星等关系的统计的结果表明：哈勃定律对于河外星系是适用的。就是说，它们的红移是宇宙学红移，它们的距离是宇宙学距离，它们的红移和视星等是统计相关的。可是，对类星体来说，红移和视星等的统计相关性很差，这就产生了两个彼此相关的问题：类星体的红移是否就是宇宙学红移，类星体的距离是否就是宇宙学的距离。大多数天文学家认为，类星体的红移是宇宙学红移。因此，红移反映了类星体的退行，而且符合哈勃定律。按照这种看法，作为一种天体类型而言，类星体是人类迄今为止观测到的最遥远的天体。持这种观点的人认为，类星体红移-视星等的统计相关性很差的原因，在于类星体的绝对星等弥散太大。如果按照一定的标准将类星体分类，对某种类型的类星体进行红移-视星等统计，则相关性便会显著提高。支持宇宙学红移的观测事实还有：已发现三个类星体分别位于三个星系团里，而这些类星体的红移和星系团的红移差不多；类星体与某些激扰星系（如塞佛特星系）很类似；蝎虎座BL型天体是一种在形态上类似恒星的天体，以前认为它们是银河系内的变星，现已确定，它们是遥远的河外天体。
少数天文学家认为类星体的红移不是宇宙学红移。这种观点所依据的观测事实有：某些类星体和亮星系（它们的红移相差很大）的抽样统计结果表明，它们之间存在一定的统计相关性；某些类星体（如马卡良星系205）似乎同亮星系之间有物质桥联系，而二者的红移相差极大。持这种观点的人对红移提出过一些解释。例如，认为类星体是银河系或其附近星系抛出来的，因此认为类星体红移是多普勒红移，而不是宇宙学红移。也有人认为，类星体红移是大质量天体的引力红移。还有一些理论认为类星体的红移可能是某种未知的物理规律造成的，这就向近代物理学提出了所谓的红移挑战。
