Nel 1929, Hubble scoprì anche che tutte le galassie sembrano allontanarsi da noi, infatti la radiazione che esse emettono e' spostata verso il lato rosso dello spettro, cioè presentano il fenomeno del redshift: nello spettro della luce visibile, il colore e' funzione della lunghezza d'onda. Intorno ai 4.000 Angstrom la luce ha un colore violetto, che al crescere della lunghezza d'onda passa al verde, al giallo e poi al rosso, intorno ai 7.000 Angstrom. Quando una sorgente si avvicina o si allontana da un osservatore, la luce che essa emette si comporta come le onde acustiche. E' noto che quando un treno si avvicina il suo fischio diventa più acuto, perchè le onde arrivano ad intervalli sempre più brevi man mano che la sorgente si avvicina; viceversa il tono diventa più grave quando il treno si allontana. Questo e' il cosiddetto "effetto Doppler". L'effetto Doppler ci è familiare dalla fisica del suono. Quando un'auto viene verso di noi le onde sonore prodotte dal suo clacson vengono compresse nella nostra direzione.
Ciò accade in quanto l'intervallo di tempo fra due onde successive diminuisce e quindi il numero di onde che riceviamo ogni secondo (cioè la frequenza) aumenta. Tutto questo produce un suono del clacson più acuto. Naturalmente, per l'autista al volante dell'auto in corsa il suono del clacson sarà sempre uguale perché egli è fermo rispetto alla sorgente del suono. Quando l'auto ci ha superato e si allontana, le onde sonore ci arrivano stirate, in quanto la loro frequenza diminuisce rispetto al nostro punto di ascolto, e il suono del clacson diventerà più debole.
Tale effetto funziona altrettanto bene per la luce, la quale, a differenza del suono, è un'onda che viaggia perfettamente nel vuoto.
Quando una sorgente di luce è in movimento, osserviamo che il suo spettro si sposta verso il blu (a frequenze più alte) se è in avvicinamento, e verso colori a frequenza minore, cioè verso il rosso, se è in allontanamento. Allo stesso modo, quando una sorgente di luce si avvicina, e' come se il numero di oscillazioni per unità di tempo dell'onda elettromagnetica aumentasse, così la lunghezza d'onda decresce e si dice che la luce si sposta verso il blu ("blueshift").
Se invece la sorgente si allontana dall'osservatore, la lunghezza d'onda sembra aumentare e si ha lo spostamento della luce verso il rosso (in inglese "redshift"). Lo spostamento e' direttamente proporzionale alla velocità della sorgente luminosa.
Il redshift si calcola per mezzo di alcune righe spettrali facilmente identificabili, misurando la differenza tra la loro lunghezza d'onda e quella avrebbero se venissero emesse da una sorgente in quiete, essendo quest'ultima conosciuta. Per calcolare invece la velocità con la quale un corpo celeste si sta avvicinando o si sta allontanando dal nostro pianeta si usa la seguente relazione:
l1 /l = 1+ v/c
ossia:
dove:
l = lunghezza d’onda di riferimento
l1 = nuova lunghezza d’onda, misurata analizzando la variazione delle righe spettrali