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碟狀結構的一個例子，便是今天我們叫做螺旋星係的東西。隻有在幾十年之後，天文學家威廉·赫歇爾爵士才非常精心地對大量的恒星的位置和距離進行編目分類，從而證實了自己的觀念。即便如此，這個思想在本世紀初才完全被人們接受。
1924年，我們現代的宇宙圖象才被奠定。那是因為美國天文學家埃得溫·哈勃證明瞭，我們的星係不是唯一的星係。事實上，還存在許多其他的星係，在它們之間是巨大的空虛的太空。為了證明這些|qi-shu-wang|，他必須確定這些星係的距離。這些星係是如此之遙遠，不像鄰近的恒星那樣，它們確實顯得是固定不動的。所以哈勃被迫用間接的手段去測量這些距離。眾所周知，恒星的表觀亮度決定於兩個因素：多少光被輻射出來（它的絕對星等）以及它離我們多遠。對於近處的恒星，我們可以測量其表觀亮度和距離，這樣我們可以算出它的絕對亮度。相反，如果我們知道其他星係中恒星的絕對亮度，我們可用測量它們的表觀亮度的方法來算出它們的距離。哈勃注意到，當某些型別的恒星近到足夠能被我們測量時，它們有相同的絕對光度；所以他提出，如果我們在其他星係找出這樣的恒星，我們可以假定它們有同樣的絕對光度——這樣就可計算出那個星係的距離。如果我們能對同一星係中的許多恒星這樣做，並且計算結果總是給出相同的距離，則我們對自己的估計就會有相當的信賴度。
埃得溫·哈勃用上述方法算出了九個不同星係的距離。現在我們知道，我們的星係隻是用現代望遠鏡可以看到的幾千億個星係中的一個，每個星係本身都包含有幾千億顆恒星。圖所示的便是一個螺旋星係的圖，從生活在其他星係中的人來看我們的星係，想必也是類似這個樣子。我們生活在一個寬約為10萬光年並慢慢旋轉著的星係中；在它的螺旋臂上的恒星繞著它的中心公轉一圈大約花幾億年。我們的太陽隻不過是一個平常的、平均大小的、黃色的恒星，它靠近在一個螺旋臂的內邊緣。我們離開亞裡士多德和托勒密的觀念肯定是相當遙遠了，那時我們認為地球是宇宙的中心！
圖
恒星離開我們是如此之遠，以致使我們隻能看到極小的光點，而看不到它們的大小和形狀。這樣怎麼能區分不同的恒星種類呢？對於絕大多數的恒星，隻有一個特征可供觀測——光的顏色。牛頓發現，如果太陽光通過一個稱為棱鏡的三角形狀的玻璃塊，就會被分解成像彩虹一樣的分顏色（它的光譜）。將一個望遠鏡聚焦在一個單獨的恒星或星繫上，人們就可類似地觀察到從這恒星或星係來的光譜線。不同的恒星具有不同的光譜，但是不同顏色的相對亮度總是剛好和一個紅熱的物體發出的光譜完全一致。（實際上，從一個不透明的灼熱的物體發出的光，有一個隻依賴於它的溫度的特征光譜——熱譜。這意味著可以從恒星的光譜得知它的溫度。）並且，我們發現，某些非常特定的顏色在恒星光譜裡找不到，這些失去的譜線可以因不同的恒星而異。既然我們知道，每一化學元素都有非常獨特的吸收光譜線族，將它們和恒星光譜中失去的譜線相比較，我們就可以準確地確定恒星大氣中存在什麼元素。
在20年代天文學家開始觀察其他星係中的恒星光譜時，他們發現了最奇異的現象：它們和我們的銀河係一樣具有吸收的特征線族，隻是所有這些線族都向光譜的紅端移動了同樣相對的量。為了理解這個含意，我們必須先理解多普勒效應。我們已經知道，可見光即是電磁場的起伏或波動。光的波長（或者相鄰波峰之間的距離）極其微小，約為至米。
光的不同波長正是人眼看到的不同顏色，最長的波長出現在光譜的紅端，而最短的波長在光譜的藍端。想像在離開我們一個固定的距離處有一光源——例如恒星——以固定的波長髮出光波。顯然我們接收到的波長和發射時的波長一樣（星係的引力場冇有強到足以對它產生明顯的效應）。現在假定這恒星光源開始向我們運動。當光源發出的，而是和星係離開我們的距離成正比。換句話講，星係越遠，則它離開我們運動得越快！這表明宇宙不可能像原先人們所想像的那樣處於靜態，而實際上是在膨脹；不同星係之間的距離一直在增加著。
宇宙膨脹的發現是20世紀最偉大的智慧革命之一。事後想起來，何以過去從來冇有人想到這一點？！牛頓或其他人應該會意識到，靜態的宇宙在引力的影響下會很快開始收縮。然而現在假定宇宙正在膨脹，如果它膨脹得相當慢，引力會使之最終停止膨脹，然後開始收縮。但是，如果它膨脹得比某一臨界速率更快，引力則永遠不足夠強而使其膨脹停止，宇宙就永遠繼續膨脹下去。這有點像一個人在地球表麵引燃火箭上天時發生的情形，如果火箭的速度相當慢，引力將最終使之停止並折回地麵；另一方麵，如果火箭具有比某一臨界值（大約每秒7英裡）更高的速度，引力的強度不足以將其拉回，所以它將繼續永遠飛離地球。19世紀、18世紀甚至17世紀晚期的任何時候，人們都可以從牛頓的引力論預言出宇宙的這個行為。然而，靜態宇宙的信念是如此之強，以至於一直維持到了20世紀的早期。甚至愛因斯坦於1915年發表其廣義相對論時，還是如此之肯定宇宙必須是靜態的，以使得他在其方程中不得不引進一個所謂的宇宙常數來修正自己的理論，使靜態的宇宙成為可能。愛因斯坦引入一個新的“反引力”，這力不像其他的力那樣，不發源於任何特彆的源，而是空間——時間結構所固有的。他宣稱，空間——時間有一內在的膨脹的趨向，這可以用來剛好去平衡宇宙間所有物質的相互吸引，結果使宇宙成為靜態的。當愛因斯坦和其他物理學家正在想方設法避免廣義相對論的非靜態宇宙的預言時，看來隻有一個人，即俄國物理學家和數學家亞曆山大·弗利德曼願意隻用廣義相對論著手解釋它。
弗利德曼對於宇宙作了兩個非常簡單的假定：我們不論往哪個方向看，也不論在任何地方進行觀察，宇宙看起來都是一樣的。弗利德曼指出，僅僅從這兩個觀念出發，我們就應該預料宇宙不是靜態的。事實上，弗利德曼在1922年所做的預言，正是幾年之後埃得溫·哈勃所觀察到的結果。
很清楚，關於在任何方向上宇宙都顯得是一樣的假設實際上是不對的。例如，正如我們所看到的，我們星係中的其他恒星形成了橫貫夜空的叫做銀河係的光帶。但是如果看得更遠，星係數目就或多或少顯得是同樣的。所以假定我們在比星係間距離更大的尺度下來觀察，而不管在小尺度下的差異，則宇宙確實在所有的方向看起來是大致一樣的。在很長的時間裡，這為弗利德曼的假設——作為實際宇宙的粗糙近似提供了充分的證實。但是，近世出現的一樁幸運的事件所揭示的事實說明瞭，弗利德曼假設實際上異常準確地描述了我們的宇宙。
1965年，美國新澤西州貝爾電話實驗室的阿諾·彭齊亞斯和羅伯特·威爾遜正在檢測一個非常靈敏的微波探測器時（微波正如光波，但是它的波長大約為1英寸），他們的檢測器收到了比預想的還要大的噪聲。彭齊亞斯和威爾遜為此而憂慮，這噪聲不像是從任何特彆方向來的。首先他們在探測器上發現了鳥糞並檢查了其他可能的故障，但很快就排除了這些可能性。他們知道，當探測器傾斜地指向天空時，從大氣層裡來的噪聲應該比原先垂直指向時更強，因為光線在沿著靠近地平線方向比在頭頂方向要穿過更厚的大氣。然而，不管探測器朝什麼方向，這額外的噪聲都是一樣的，所以它必須是從大氣層以外來的，並且在白天、夜晚、整年，也就是甚至地球繞著自己的軸自轉或繞太陽公轉時也是一樣的。這表明，這輻射必須來自太陽係以外，甚至星係之外，否則當地球的運動使探測器指向不同方向時，噪聲必須變化。
事實上，我們知道這輻射必須穿過我們可觀察到的宇宙的大部分，並且由於它在不同方向都一樣，至少在大尺度下，這宇宙也必須是各向同性的。
碟狀結構的一個例子，便是今天我們叫做螺旋星係的東西。隻有在幾十年之後，天文學家威廉·赫歇爾爵士才非常精心地對大量的恒星的位置和距離進行編目分類，從而證實了自己的觀念。即便如此，這個思想在本世紀初才完全被人們接受。
1924年，我們現代的宇宙圖象才被奠定。那是因為美國天文學家埃得溫·哈勃證明瞭，我們的星係不是唯一的星係。事實上，還存在許多其他的星係，在它們之間是巨大的空虛的太空。為了證明這些|qi-shu-wang|，他必須確定這些星係的距離。這些星係是如此之遙遠，不像鄰近的恒星那樣，它們確實顯得是固定不動的。所以哈勃被迫用間接的手段去測量這些距離。眾所周知，恒星的表觀亮度決定於兩個因素：多少光被輻射出來（它的絕對星等）以及它離我們多遠。對於近處的恒星，我們可以測量其表觀亮度和距離，這樣我們可以算出它的絕對亮度。相反，如果我們知道其他星係中恒星的絕對亮度，我們可用測量它們的表觀亮度的方法來算出它們的距離。哈勃注意到，當某些型別的恒星近到足夠能被我們測量時，它們有相同的絕對光度；所以他提出，如果我們在其他星係找出這樣的恒星，我們可以假定它們有同樣的絕對光度——這樣就可計算出那個星係的距離。如果我們能對同一星係中的許多恒星這樣做，並且計算結果總是給出相同的距離，則我們對自己的估計就會有相當的信賴度。
埃得溫·哈勃用上述方法算出了九個不同星係的距離。現在我們知道，我們的星係隻是用現代望遠鏡可以看到的幾千億個星係中的一個，每個星係本身都包含有幾千億顆恒星。圖所示的便是一個螺旋星係的圖，從生活在其他星係中的人來看我們的星係，想必也是類似這個樣子。我們生活在一個寬約為10萬光年並慢慢旋轉著的星係中；在它的螺旋臂上的恒星繞著它的中心公轉一圈大約花幾億年。我們的太陽隻不過是一個平常的、平均大小的、黃色的恒星，它靠近在一個螺旋臂的內邊緣。我們離開亞裡士多德和托勒密的觀念肯定是相當遙遠了，那時我們認為地球是宇宙的中心！
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恒星離開我們是如此之遠，以致使我們隻能看到極小的光點，而看不到它們的大小和形狀。這樣怎麼能區分不同的恒星種類呢？對於絕大多數的恒星，隻有一個特征可供觀測——光的顏色。牛頓發現，如果太陽光通過一個稱為棱鏡的三角形狀的玻璃塊，就會被分解成像彩虹一樣的分顏色（它的光譜）。將一個望遠鏡聚焦在一個單獨的恒星或星繫上，人們就可類似地觀察到從這恒星或星係來的光譜線。不同的恒星具有不同的光譜，但是不同顏色的相對亮度總是剛好和一個紅熱的物體發出的光譜完全一致。（實際上，從一個不透明的灼熱的物體發出的光，有一個隻依賴於它的溫度的特征光譜——熱譜。這意味著可以從恒星的光譜得知它的溫度。）並且，我們發現，某些非常特定的顏色在恒星光譜裡找不到，這些失去的譜線可以因不同的恒星而異。既然我們知道，每一化學元素都有非常獨特的吸收光譜線族，將它們和恒星光譜中失去的譜線相比較，我們就可以準確地確定恒星大氣中存在什麼元素。
在20年代天文學家開始觀察其他星係中的恒星光譜時，他們發現了最奇異的現象：它們和我們的銀河係一樣具有吸收的特征線族，隻是所有這些線族都向光譜的紅端移動了同樣相對的量。為了理解這個含意，我們必須先理解多普勒效應。我們已經知道，可見光即是電磁場的起伏或波動。光的波長（或者相鄰波峰之間的距離）極其微小，約為至米。
光的不同波長正是人眼看到的不同顏色，最長的波長出現在光譜的紅端，而最短的波長在光譜的藍端。想像在離開我們一個固定的距離處有一光源——例如恒星——以固定的波長髮出光波。顯然我們接收到的波長和發射時的波長一樣（星係的引力場冇有強到足以對它產生明顯的效應）。現在假定這恒星光源開始向我們運動。當光源發出的，而是和星係離開我們的距離成正比。換句話講，星係越遠，則它離開我們運動得越快！這表明宇宙不可能像原先人們所想像的那樣處於靜態，而實際上是在膨脹；不同星係之間的距離一直在增加著。
宇宙膨脹的發現是20世紀最偉大的智慧革命之一。事後想起來，何以過去從來冇有人想到這一點？！牛頓或其他人應該會意識到，靜態的宇宙在引力的影響下會很快開始收縮。然而現在假定宇宙正在膨脹，如果它膨脹得相當慢，引力會使之最終停止膨脹，然後開始收縮。但是，如果它膨脹得比某一臨界速率更快，引力則永遠不足夠強而使其膨脹停止，宇宙就永遠繼續膨脹下去。這有點像一個人在地球表麵引燃火箭上天時發生的情形，如果火箭的速度相當慢，引力將最終使之停止並折回地麵；另一方麵，如果火箭具有比某一臨界值（大約每秒7英裡）更高的速度，引力的強度不足以將其拉回，所以它將繼續永遠飛離地球。19世紀、18世紀甚至17世紀晚期的任何時候，人們都可以從牛頓的引力論預言出宇宙的這個行為。然而，靜態宇宙的信念是如此之強，以至於一直維持到了20世紀的早期。甚至愛因斯坦於1915年發表其廣義相對論時，還是如此之肯定宇宙必須是靜態的，以使得他在其方程中不得不引進一個所謂的宇宙常數來修正自己的理論，使靜態的宇宙成為可能。愛因斯坦引入一個新的“反引力”，這力不像其他的力那樣，不發源於任何特彆的源，而是空間——時間結構所固有的。他宣稱，空間——時間有一內在的膨脹的趨向，這可以用來剛好去平衡宇宙間所有物質的相互吸引，結果使宇宙成為靜態的。當愛因斯坦和其他物理學家正在想方設法避免廣義相對論的非靜態宇宙的預言時，看來隻有一個人，即俄國物理學家和數學家亞曆山大·弗利德曼願意隻用廣義相對論著手解釋它。
弗利德曼對於宇宙作了兩個非常簡單的假定：我們不論往哪個方向看，也不論在任何地方進行觀察，宇宙看起來都是一樣的。弗利德曼指出，僅僅從這兩個觀念出發，我們就應該預料宇宙不是靜態的。事實上，弗利德曼在1922年所做的預言，正是幾年之後埃得溫·哈勃所觀察到的結果。
很清楚，關於在任何方向上宇宙都顯得是一樣的假設實際上是不對的。例如，正如我們所看到的，我們星係中的其他恒星形成了橫貫夜空的叫做銀河係的光帶。但是如果看得更遠，星係數目就或多或少顯得是同樣的。所以假定我們在比星係間距離更大的尺度下來觀察，而不管在小尺度下的差異，則宇宙確實在所有的方向看起來是大致一樣的。在很長的時間裡，這為弗利德曼的假設——作為實際宇宙的粗糙近似提供了充分的證實。但是，近世出現的一樁幸運的事件所揭示的事實說明瞭，弗利德曼假設實際上異常準確地描述了我們的宇宙。
1965年，美國新澤西州貝爾電話實驗室的阿諾·彭齊亞斯和羅伯特·威爾遜正在檢測一個非常靈敏的微波探測器時（微波正如光波，但是它的波長大約為1英寸），他們的檢測器收到了比預想的還要大的噪聲。彭齊亞斯和威爾遜為此而憂慮，這噪聲不像是從任何特彆方向來的。首先他們在探測器上發現了鳥糞並檢查了其他可能的故障，但很快就排除了這些可能性。他們知道，當探測器傾斜地指向天空時，從大氣層裡來的噪聲應該比原先垂直指向時更強，因為光線在沿著靠近地平線方向比在頭頂方向要穿過更厚的大氣。然而，不管探測器朝什麼方向，這額外的噪聲都是一樣的，所以它必須是從大氣層以外來的，並且在白天、夜晚、整年，也就是甚至地球繞著自己的軸自轉或繞太陽公轉時也是一樣的。這表明，這輻射必須來自太陽係以外，甚至星係之外，否則當地球的運動使探測器指向不同方向時，噪聲必須變化。
事實上，我們知道這輻射必須穿過我們可觀察到的宇宙的大部分，並且由於它在不同方向都一樣，至少在大尺度下，這宇宙也必須是各向同性的。
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