اثر داپلر در امواج نوری، خود را به صورت تغییر فرکانس نشان میدهد. در صورتی که منبع نور به سمت ما حرکت کند، فرکانس آن به سمت ناحیهی فرابنفش (طول موجهای کوتاهتر و فرکانس بیشتر) جابجا میشود که به آن “انتقال به آبی” یا blue shift گفته میشود.
اما در صورتی که منبع نور از ما دور شود، فرکانس آن به سمت ناحیهی فروسرخ (طول موجهای بلندتر و فرکانس کمتر) جابجا میشود که به آن “انتقال به سرخ” یا red shift گفته میشود.
هرچقدر سرعت منبع نور بیشتر باشد، مقدار این جابجایی بیشتر است.
عکس این قضیه نیز صادق است. بدین معنی که هرچقدر مقدار تغییر فرکانس بیشتر باشد، سرعت جابجایی منبع نور بیشتر است. در خلال سالهای ۱۹۲۷ تا ۱۹۲۹، منجم فرانسوی جورج لمیتره Georges Lemaitre و ادوین پاول هابل Edwin Powell Hubble منجم آمریکایی، از مشاهدهی کهکشانهای دیگر دریافتند که نور همهی کهکشانها دچار redshift میشود.
این بدین معنا بود که همهی کهکشانهای دیگر در حال دور شدن از ما هستند. همچنین آنها دریافتند که هرچقدر این کهکشانها از ما دورتر باشند، میزان redshift بیشتر است. این نیز بدین معنا بود که هرچقدر این کهکشانها از ما دورتر باشند، با سرعت بیشتری از ما دور میشوند. این اولین بار بود که بشر انبساط جهان را مشاهده میکرد. انبساط جهان یکی از پایههای نظریهی بیگبنگ است.
رابطهی هابل-لمیتره ، نشان میدهد که سرعت دور شدن کهکشان از ما، با فاصلهی آن از ما، رابطهی خطی دارد. پس اگر ما میزان سرعت دور شدن کهکشان (یا میزان redshift نور آن) را بدانیم، میتوانیم با این رابطه، فاصلهی کهکشانهای دوردست را از خود محاسبه کنیم. این روشی است که با استفاده از آن تلسکوپ فضایی جیمز وب، فاصلهی کهکشانهای مثلا ۱۳ میلیارد سال نوری دورتر را محاسبه میکند.
اما همانطور که گفته شد، با توجه به اینکه جهان در حال انبساط است، این فاصلهی ۱۳ میلیارد سال نوری، فاصلهای است که ۱۳ میلیارد سال قبل بین ما و آن کهکشان بوده است. در همین لحظه، آن کهکشان حدود ۲۵ میلیارد سال نوری از ما فاصله دارد.
رابطهی هابل-لمیتره V=Hd×D
در این رابطه V سرعت دور شدن کهکشان از ما، D فاصلهی کهکشان از ما و Hd ثابت هابل است.
مقدار ثابت هابل حدود ۷۲ کیلومتر بر ثانیه بر مگاپارسک است.
مگاپارسک یک واحد اندازهگیری طول در نجوم است که مقدار آن معادل ۳/۲۶ میلیون سال نوریست.