La luce visibile è quella parte dello spettro elettromagnetico che impressiona l'organo visivo.È una regione molto stretta dello spettro, con frequenze comprese tra 384 · 1012 Hz (per il rosso) e 769 · 1012 Hz (per il violetto).
La regione spettrale "oltre" il violetto, corrispondente all'intervallo di frequenze esteso da 8 · 1014 Hz a 2,4 · 1016 Hz, prende il nome di ultravioletto (UV).L'ultravioletto occupa, quindi, la regione dello spettro elettromagnetico compresa tra la luce visibile e i raggi X.L'uomo non vede molto bene l'ultravioletto poiché la cornea l'assorbe, specialmente alle lunghezze d'onda più piccole.
I raggi X occupano la regione dello spettro elettromagnetico compresa tra la luce ultravioletta e i raggi gamma.Sono caratterizzati da valori di frequenza molto elevati (tra 2,4 · 1016 Hz e 5 · 1019 Hz), dunque sono molto energetici!La luce emessa in questa banda è troppo "blu" per essere vista dall'occhio umano!
L'infrarosso (IR) è la radiazione invisibile "al di sotto del rosso", caratterizzata da valori di frequenza compresi tra 3 · 1011 Hz e 3.85 · 1014 Hz. È la regione dello spettro compresa tra le microonde e la luce visibile.Quasi tutte le sostanze emettono nell'infrarosso, a causa dell'agitazione termica delle loro molecole. Circa la metà dell'energia raggiante proveniente dal Sole è costituita da infrarosso, e una lampada elettrica ordinaria emette molto più infrarosso che luce. L'uomo, come tutti gli animali "a sangue caldo", è un emettitore di infrarosso.La vasta regione spettrale delle onde radio è caratterizzata dai valori di energia più bassi.Le onde radio sono, infatti, onde elettromagnetiche che oscillano molto lentamente (bassi valori di frequenza), con valori di lunghezza d'onda molto grandi.Dalle profondità dello spazio, giungono sulla Terra deboli vibrazioni radio con lunghezze d'onda maggiori di 29 milioni di chilometri! L'intervallo di lunghezze d'onda delle onde radio si estende fino al valore minimo di circa 0,3 metri.
Il redshift (indicato con la lettera z) è la misura di quanto la lunghezza d'onda della luce proveniente dalle galassie (e da qualsiasi altro oggetto celeste) in allontanamento è allungata verso il rosso. Di conseguenza, il redshift è la pietra miliare per il calcolo delle distanze e delle età in cosmologia.Valori di z grandi rappresentano epoche antiche, quando l'universo era più "piccolo", più giovane e più denso (secondo il modello del Big Bang).Dato un qualsiasi redshift z, l'universo si è da allora espanso di un fattore (1+z).Il rapporto tra z e l'età è più complesso.In termini generali, a un redshift pari a z l'universo aveva al massimo un'età pari a 1/(1+z) rispetto all'attuale.Ad esempio, a z = 1 l'universo aveva al massimo metà dell'età attuale, a z = 3 meno di un quarto.
Il valore esatto della costante di Hubble è ancora piuttosto incerto, ma si crede generalmente che sia attorno ai 65 km al secondo per ogni Megaparsec di distanza (un Megaparsec è pari a circa 3,26 x 106 anni luce). Questo significa che una galassia distante 1 Megaparsec si sta allontanando da noi ad una velocità di 65 km/sec, mentre un'altra alla distanza di 100 Megaparsecs si sta allontanando ad una velocità 100 volte maggiore. Essenzialmente, quindi, la costante di Hubble ci dà il tasso di espansione dell'Universo.
Per determinare la distanza di una galassia lontana con una certa approssimazione, quindi, basta misurare solo la sua velocità di allontanamento. Questa è misurabile grazie allo spostamento Doppler. Prendendo lo spettro di un oggetto distante, come una galassia, gli astronomi possono rilevare uno spostamento nelle righe spettrali e da questo determinare la sua velocità rispetto a noi. Inserendo la velocità nell'equazione di Hubble, possono determinare anche la distanza. Nota che questo metodo è basato sia sull'osservazione (lo spostamento delle righe spettrali) che sulla teoria (la legge di Hubble). Se la teoria non è corretta, le distanze determinate in questo modo sono sbagliate. La maggior parte degli astronomi crede tuttavia che la legge di Hubble sia valida per un buon intervallo di distanze nell'Universo.
Bisogna notare che, su scale molto grandi, la teoria di Einstein prevede che il comportamento reale degli oggetti si distacchi da quello lineare previsto dalla legge di Hubble. L'entità e il tipo di questa deviazione dipendono dal valore della massa totale contenuta nell'Universo. In questo modo, un diagramma della velocità di recessione (o del redshift) delle galassie in funzione della distanza, che è una linea retta fino a distanze intermedie, ci può dare un'idea della quantità totale di materia nel Cosmo e ci può fornire informazioni cruciali sulla misteriosa "materia oscura".
Nacque a Odessa nel 1904. Fisico di origine russa, dopo aver lavorato con Rutherford e Bohr nel campo della fisica nucleare elaborando la teoria della radioattività alfa, si trasferì negli Usa, interessandosi soprattutto di alcuni fenomeni astrofisica riguardanti la genesi cosmica. Divulgatore scientifico di chiara fama, è uno degli autori della teoria del Big Bang, nota anche come teoria a-b-g, pubblicata in un articolo a firma Alpher-Bethe-Gamow.