哈勃定律的解释
星系被观测到朝远离我们的方向运动的事实说明我们可能是膨胀的中心。这难道不是把我们摆在一个特殊的位置而与哥白尼原理相违背吗？答案是否定的。因为任何其他观测者也会看到所有东西都在远离。事实上宇宙中的每一点对于膨胀都是等价的。另外，数学上可以更进一步证明，哈勃定律的成立必须要求有一个均匀和各向同性的膨胀宇宙，即要求宇宙学原理成立的宇宙。这样的宇宙的膨胀只能按哈勃定律所描述的方式进行。
为了帮助理解上述问题，可以将三维空间缩减为气球的二维表面（这是针对封闭宇宙说的，不过为了说明情况，用哪一种几何形式的宇宙关系不是特别大）。如果在气球表面喷涂小点，然后将气球吹大，每个点看到其他点都是远离的，好像自己是膨胀的中心。但这种类推有问题，因为二维表面通常包含在三维空间中。我们似乎可以把气球内部空间的中心看作是真正的膨胀中心，然而这是不正确的。我们须将气球视作整个宇宙。它并不存在于另一个空间中，故球体的中心也不存在。气球上的每一点都是中心。难点在于，人们经常被头脑里的一个问题弄糊涂，大爆炸究竟是在哪里发生的？我们不是在远离最初的爆炸点吗？爆炸的位置在哪？答案是，爆炸发生在每一处，所有物质都在远离它。但是在最初，也就是大爆炸奇异点，这时所有地点和所有物质都在同一地方。
勒梅特之后的70年，哈勃定律仍然存在一些解释的困难。哈勃测量的是红移而不是速度。红移在宇宙学里一般用z表示，是测量观测到的射线相对其应处位置的波长变化。哈勃定律有时被叙述为红移z和距离d之间的线性关系，而不是退行速度和距离之间的关系。如果速度比光速c小很多，那将没有问题，因为此时红移大概是速度和光速之比。所以如果z和d成正比且z和v成正比，则v和d也成正比。但是当红移比较大的时候，这种关系就不正确了。此时该用怎样的形式呢？在弗里德曼模型中，对哈勃定律的解释出乎意料地简单。退行速度v和距离d之间的线性关系是严格确定的，即使速度任意大也是如此。这可能会使你困惑，因为你知道物体的运动速度不能超过光速。在弗里德曼宇宙中，离观测者距离越远，远离观测者的速度越大。一个物体的运行速度可以超过光速达到任意值。而这并不违背相对论，因为观测者无法看到它，这时红移已经达到了无限。
还有一个潜在的问题是，距离d的意义是什么？怎样测量它？天文学家往往并不是直接测量一个天体的距离。他们不能将尺子延伸到遥远的星系，也不能像测量员用三角测量法测量，因为距离实在是太遥远了。取而代之的测量方法是靠天体发出的光。由于光是以一个有限的速度传播的，而且哈勃让我们知道宇宙是膨胀的，所以天体现在已不在它发光时所处的位置了。天文学家不得不用间接的方法测量距离，并试图修正宇宙膨胀的影响来确定物体的实际位置。
但事实上哈勃定律在这个意义上也是有用的。弄清天体的速度和距离未必很复杂。尽管红移一般被认为是多普勒移动，还有另一种更加简单且更加准确的方式来理解这个效应。在膨胀的宇宙中，任意点之间的距离在所有方向上都是增加的。想象一张绘图纸的扩展，纸上的方格在某个特定时刻是前面一时刻的放大。由于保持了对称性，只需要知道方格放大的倍数就可以将方格恢复到从前。同样，由于宇宙膨胀保持均匀性和各向同性，只需要知道尺度因子就可以从现在的数据获得过去物理条件下的图景。这个因子一般用符号a（t）表示，而它的值是由前一章讨论过的弗里德曼方程决定的。
我们需记住光是以有限速度传播的。从一个遥远光源到达我们的光一定是过去某个时刻发出的。在它发出光的时候，宇宙一定比现在年轻，因为宇宙在不断膨胀着。那时候的宇宙也一定小一些。如果宇宙从光的发射到光被望远镜探测到这一过程中按照某个因子膨胀，发射的光波在空间行进的过程中也以相同的比例拉伸。例如宇宙膨胀的因子是3，波长也变为3倍。这个增长为200％，观测到的源红移也就是2。如果膨胀因子只增加10％（即因子为1.1），红移就为0.1。红移就是由宇宙膨胀引起的时空拉伸。
这个解释如此简单以至于在许多年中都没有引起物理学家的注意。1917年德·席特（Wilhem de Sitter）发表了他构建的一个宇宙学模型，他发现在该模型中光线应该被红移。因为他使用了奇怪的坐标来阐述他的结果，他没有认识到他的模型代表了一个膨胀的宇宙，而是试图将其发现解释为某种奇怪的引力效应。对“德·席特效应”的困惑持续了多年，现在才知道它其实非常简单。
需要着重强调的是并非所有东西都参与膨胀。靠引力之外其他力结合在一起的物体不参与膨胀。这些物质包括基本粒子、原子、分子和岩石。当宇宙在它们的周围膨胀时，这些物质将保持固定的物理尺寸。类似地，内部引力为主的物体也抗拒着膨胀。行星、恒星和星系都是由非常强的引力束缚在一起而不随宇宙膨胀。尺度比星系更大的物体中，也不都是相互远离。例如仙女座星系（M31）实际上是朝着接近银河系的方向运动，因为这两个天体是由它们之间的引力相互吸引而靠近的。一些大的星系团也是同样地抵抗着宇宙膨胀而结合在一起的。更大的天体不一定要被束缚（如单独的星系），但是它们的引力可能仍足够强，从而会导致哈勃定律失效。尽管哈勃定律的线性已经适用于相当远的距离，但这条直线有相当大的“弥散”。部分弥散是由统计误差和距离测量上的不确定性造成的，但这不是全部原因。在一个理想的、均匀的、各向同性的宇宙中运动的天体，哈勃定律才是严格正确的。我们的宇宙在足够大尺度上满足上述条件，但并不是完全均匀的。在哈勃图上，宇宙的成团性使星系从纯“哈勃流”偏移，引起弥散。
但是在最大的尺度上，没有足够强大的力来抗拒宇宙随时间膨胀的趋势。因此粗略地看，忽略所有这些相对局部的扰动，所有物质都是在远离其他物质，速度由哈勃定律给出。
