Еще Исаак Ньютон предложил модель Вселенной, которая содержала в себе три основных постулата: стационарность, неизменность Вселенной во времени; однородность и изотропность, отсутствие привилегированных направлений; евклидовость пространства.

Стационарности Вселенной противоречит парадокс Ольберса: если Вселенная бесконечна и вечна (т.е. стационарна), то в ней содержится бесконечное количество звезд. Куда бы мы ни посмотрели, наш взгляд непременно упрется в звезду. Пусть отдельные звезды будут неразличимы, но небо все равно должно сиять сплошным заревом. И, тем не менее, ночью небо темное. Модель расширяющейся Вселенной, предложенная А. Фридманом в 1922 г., дает возможность разрешить этот парадокс.

Пространство в нашей Вселенной не является евклидовым. Общая теория относительности Эйнштейна утверждает, что присутствие тел большой массы искривляет пространство. Справедливость общей теории относительности подтверждается многими наблюдательными данными: отклонением луча света в гравитационном поле массивных тел (например, Солнца), изменением частоты света в гравитационном поле, смещением перигелия орбиты Меркурия.

Факт расширения Вселенной подтверждается наличием красных смещений в спектрах далеких галактик и их скоплений. Красное смещение тем больше, чем дальше от нас находятся изучаемые объекты. Мы знаем, что красное смещение связано со скоростью удаления источника, причем эта связь описывается простой формулой

,

где Δλ = (λ – λ₀)/λ₀ – изменение длины волны, V – скорость источника, с – скорость света.

Скорость источника связана с расстоянием до него законом Хаббла (12.1), который еще иногда называют «законом разбегания». Естественно, что Галактика не является центром этого разбегания – точно такую же картину разбегания должен видеть наблюдатель из любой другой галактики (свойство изотропности Вселенной). Наглядной моделью такого разбегания может служить надуваемый воздушный шарик с нарисованными беспорядочно на его поверхность точками – «галактиками»: при надувании все эти точки будут удаляться друг от друга в точном соответствии с законом Хаббла.