20世紀初，Besto Slipher對螺旋狀星雲的觀測讓他得出了這樣的結論：除了少數螺旋狀星雲（例如仙女座）外，其他大多數都在遠離地球。Edwin Hubble（艾德溫•哈勃）在1925年發現仙女座造父變星時，證實了螺旋狀星雲其實是獨立的星系。

圖解：從史匹哲太空望遠鏡拍攝到的螺旋星雲的紅外線影像

這些脈動的恆星遵循“週期-光度”定律——光的變化時間越長，該恆星越亮，這使得我們可以確定他們之間的距離。哈勃發現仙女座離我們的星系太遠，無法成為我們星系的一部分。這證實了其他天文學家先前的懷疑：螺旋星雲其實是獨立的星系。

圖解：螺旋星雲是一個位於寶瓶座的行星狀星雲，距地球約700光年。它是最接近地球的行星狀星雲之一，於1824年被卡爾·路德維希·哈丁發現。

利用來自Slipher和其他人的數據，Georges Lemaître在1927年初步確定星系離得越遠，遠離我們的速度越快。但是，他用法語發表了他的論文，並沒有廣為流傳。哈勃在1929年獨立（與更好的數據一起）地發表了同樣的關係，他通常是認為是發現了現在被稱為“哈勃–勒梅特定律”的東西而備受嘉獎。他用方程v=H0d來表達這個定律，其中v是目標星系的速度（單位：千米/秒），d是目標星系與地球的距離（單位：兆帕秒），這裡一兆帕秒相當於325萬光年。

圖解：哈勃常數的三個步驟。

H0是一個常量，單位是千米每秒每兆帕秒。這意味著地球和目標星系之間每相隔百萬分之一秒，星系的速度（單位：千米/秒）就會增加這一個常數。這個速度其實並不是應河西穿越太空的速度，而是對宇宙空間自我膨脹的一個度量。

圖解：哈勃常數的估計值，2001-2019年。黑色的估計值代表校準的距離階梯測量值，紅色代表早期宇宙的CMB/BAO測量值，∧cdm參數，藍色代表獨立測量值。

通過證明發現，確定H0的確切數值是困難的，大部分原因歸結於出單量目標星系距離的不確定性。由於計算距離中產生的誤差，哈勃最初設定的值為500km/s/Mpc，但是天文學家很快將這個數值縮小到50到100km/s/Mpc之間。

目前天文學家對於H0這個常量有兩個互相矛盾的值。利用哈勃太空望遠鏡通過觀測造父變星來確定到遙遠星系的距離，這個項目測出的值為78.3km/s/Mpc（誤差正負2.4km/s/Mpc）。但這個值與普朗克航天器對宇宙微波背景（CMB）的測量值略微有些不同，它的值為67.80（誤差正負0.77）。天文學家目前還不知道這種差距為什麼存在。

圖解：根據WMAP對宇宙微波背景輻射的觀測所繪製的圖像。

相關天文知識

造父變星的成員是一種非常明亮的變星，其變光的光度和脈動週期有著非常強的直接關聯性。造父變星是建立銀河和河外星系距離標尺的可靠且重要的標準燭光。 造父變星分成幾個子類，表現出截然不同的質量、年齡、和演化歷史：經典造父變星、第二型造父變星、異常造父變星、和矮造父變星。

圖解：船尾座RS是銀河系中最亮的造父變星之一，由哈勃空間望遠鏡拍攝

在物理宇宙學裡，哈勃–勒梅特定律指遙遠星系的退行速度與它們和地球的距離成正比。這條定律原先稱為哈勃定律，以證實者埃德溫·哈勃的名字命名；2018年10月經國際天文聯合會表決通過更改為現名，以紀念更早發現宇宙膨脹的比利時天文學家喬治·勒梅特。它被認為是空間尺度擴展的第一個觀察依據，今天經常被援引作為支持大爆炸的一個重要證據。

圖解：宇宙的最終命運和宇宙的年齡，可以取決於測量現今的哈勃常數和推斷減速參數的觀測值，此參數特具密度參數值（Ω）的特徵。所謂的“封閉宇宙”（Ω＞1）即將在一次“大緊縮”（Big Crunch）後結束，比哈勃年齡年輕。“開放宇宙”（Ω≦1）永遠都在擴張且具有較接近哈勃年齡的年齡。我們所居住的宇宙為“加速宇宙”（accelerating universe），其年齡正巧非常接近哈勃年齡。

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. 林語墨- skyandtelescope

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