黑洞中隱含有巨大的能量
一旦火車離開觀察者時，則恰好相反。想象在“X”時刻，火車距離觀察者100米，火車發出的聲音須傳100米才能讓觀察者聽見，所需要的時間是300毫秒。過了這段時間，火車距離觀察者比剛才更遠了10米，這個時刻是“Y”。這表示這時刻發出的聲音須傳播110米才會到達觀察者，所需時間為330毫秒，比“X”時刻多了30毫秒。所以，隨著火車遠離觀察者，到達觀察者的聲音被“拉開”了。
你隻要理解了向你迎麵而來的物體所發出的聲音會被擠壓，而離開你的聲音會被拉開，你大概就能理解“都卜勒效應”了。另外一個理解的方法是想象聲波的波峰和波穀被擠在一起，產生較高頻率的聲音；或被拉開，產生較低的頻率或聲調。
光當然也是以波的形式在傳播——其速度比聲音快很多。光和聲音都是某種形式的能量。
換句話說，我們可以通過分析恒星所發出的光，判斷它們移動的方向，看看是藍移還是紅移。夫朗和斐特征線越是往光譜的紅色或藍色端移動，光波就越是被擠壓或拉開。換句話說，即表示恒星接近或遠離我們的速度就越快。經由光譜的分析，都卜勒可以科學地說明在夜空裏每一個光源運動的方向和速度。
天文學家承認“都卜勒移”是探索宇宙的新工具，但這並不是很有直接啟發性的。都卜勒看到的隻不過確認了天文學家早就預料的事情：恒星正在運動。牛頓預測宇宙充滿了運動的天體；遠在伽利略看見木星周圍的衛星以前，早期希臘人就觀測到大部分的天體是繞著軌道運動。然而，用“都卜勒移”研究星光，對於宇宙的理解所造成的革命性效果和伽利略的觀察或者牛頓的重力理論是不相上下的。現在就隻需有個優秀的人才來善加運用這個工具，但這個人要到七八十年後才出現。
哈勃發現宇宙正在膨脹
哈勃（Edwin Hubble 1889～1953）於1889年在美國出生。在他還沒有決定要當天文學家之前，曾想過要當拳擊手，而且還在牛津取得法學博士學位。1920年他來到加州的威爾森山天文台工作。他的同事們認為他是一個嚴謹的觀察者，總是耐心又準確地搜集每一筆觀察數據，像個細心的起訴律師正在準備官司一樣；另外有些人則認為他有一種天生的知識靈感，可以在一瞬間洞察所有事情的意義。
哈勃在威爾森山上使用的是當時功能最強的望遠鏡。他第一件想做的是研究遠處的星係，借由它們發出的光，運用“夫朗和斐光指紋”以及“都卜勒移”，試圖指出其運動模式和化學成分，看看能否對它們有更深的了解。
哈勃現在準備完成一項艱巨的工作，即逐一標定宇宙裏所有的星係。他發現通過把河外星係中的變光星和我們銀河的變光星做比較，可以得知每個星係距離地球有多遠，再對照光譜中的“夫朗和斐線”就可以得出恒星元素的成分。由折射出來的星光算出都卜勒移的程度，大致估計出星係運動的方向和速度。光移動的程度越大，被擠壓或拉開的程度也越大，因此它運動的速度也越快。他和研究小組耐心地把每一個遠處的星係發出的光分離出來，經過折射和分析，盡可能地建構出一個最完整的圖像。正如他們預料的，他們發現氫氣和氦氣是所有星係主要的成分，這隻是肯定了胡金斯所看到的現象。比較驚人的是，他們所分析的光都有紅移的現象。換句話說，每個星係似乎都在遠離我們。從他們所看到的變光星可以發現那些星係比任何人所想象都更遠，有些甚至遠在數十億光年之外。所以哈勃和他的小組所看到的光走過一段很遠的距離，顯示出這些星係在80億年前的狀態以及演變的情形。此光的紅移程度比任何其他的星係更顯著，換句話說，最古老和最遙遠的星係正快速遠離我們，比起其他較接近我們的星係要快得多。