Misurando la velocità delle galassie tramite il loro redshift, e la loro distanza, Edwin Hubble stabilì che esse si allontanano da noi ad una velocità tanto maggiore quanto più grande e' la loro distanza, secondo quella che e' ora conosciuta come "legge di Hubble":
Per quanto riguarda il campo di validità
della legge di Hubble, la relazione non può essere applicata per distanze
astronomiche molto piccole, generalmente inferiori a qualche milione di anni
luce, e per distanze molto grandi, generalmente al di sopra di alcuni miliardi
di anni luce. Per quanto riguarda le distanze molto piccole, applicando la
relazione matematica alle galassie della nebulosa di Andromeda, queste si
dovrebbero allontanare, mentre invece presentano un moto di avvicinamento. Si
pensa che l’inversione della norma espansionistica sia dovuta a certi effetti
gravitazionali locali che si estrinsecano più intensamente quando gli oggetti
celesti sono relativamente vicini. Per le grandi distanze, invece, la ridotta
applicabilità della legge dipende dal fatto che errori e incertezze tendono ad
aumentare man mano che le distanze si fanno più grandi. Inoltre, si dovrebbe
anche conoscere con esattezza il valore della costante di Hubble. 
Per cercare di
capire (almeno in parte!) quello che succede, basta prendere un palloncino
sgonfio e disegnarci sopra tanti pallini colorati. Soffiandoci dentro, la
superficie del palloncino aumenta gradualmente e i pallini si allontanano gli
uni dagli altri . Proprio come i punti disegnati sulla superficie del
palloncino, le galassie sono (pressoché!) immobili nello spazio: tutto il
movimento è dato dall'espansione dello spazio, analoga a quella della
superficie del palloncino. Così come i puntini del palloncino si allontanano
gli uni dagli altri tanto più in fretta quanto più sono lontani, la velocità
di fuga delle galassie aumenta in misura direttamente proporzionale alle loro
distanze reciproche (legge di Hubble).Ma, al contrario di quanto potrebbe
indurre a pensare l'analogia con il palloncino che si gonfia, lo spazio non si
sta espandendo all'interno di qualcos'altro! In altre parole, una data regione
di spazio non spinge in là ... il resto dell'universo mentre si espande!Secondo
quanto sosteneva Einstein, lo spazio non è semplicemente un ... vuoto: al
contrario, è un "qualcosa" di reale, flessibile ed estensibile.
Attualmente, la comprensione delle proprietà e del comportamento dello spazio
rappresenta uno dei maggiori obiettivi della fisica moderna!Questo fatto da'
l'impressione che la Terra sia il centro di un moto generale di recessione,
mentre in realtà esso non ha un centro. Pensiamo ai punti disegnati su un
palloncino che viene gonfiato; essi si allontanano l'uno dall'altro con velocità
proporzionale alla loro distanza: ogni punto può essere considerato come il
centro dell'espansione. Allo stesso modo, noi non siamo al centro
dell'espansione dell'Universo, ma in un suo punto qualsiasi: un altro
osservatore, posto in un punto qualsiasi su un'altra galassia, vedrebbe
esattamente le stesse cose che vediamo noi. Un altro duro colpo per l'orgoglio
dell'uomo...
La constatazione che l'Universo si espande
ha posto un problema nuovo: quello della sua nascita. Il fatto che le galassie
si stiano allontanando l'una dall'altra implica che, se ritornassero indietro
con la stessa velocità, dopo qualche miliardo di anni si rincontrebbero, e
tutta la materia che compone l'Universo formerebbe un agglomerato densissimo e
molto caldo.Questa considerazione ha condotto alla teoria evolutiva del
"Big Bang", cioè di un'enorme esplosione iniziale che diede origine
all'Universo e che ne causò l'espansione che ancora oggi osserviamo. Secondo
questa teoria, l'Universo primordiale sarebbe stato composto di materia
densissima e caldissima, concentrata in uno spazio infinitesimo. Il suo stato
fisico era così estremo che e' difficile perfino da immaginare; solo la fisica
teorica e' in grado di descriverlo. 
Esso sarebbe poi esploso e si sarebbe
espanso, diventando sempre meno caldo e meno denso, fino ad assumere
gradatamente l'aspetto con il quale oggi lo conosciamo.Dalla legge di Hubble si
deduce che l'Universo e' nato 15-20 miliardi di anni fa; in realtà, la
determinazione della sua età e' molto più complessa e rappresenta uno dei
problemi principali che la cosmologia moderna si trova ad affrontare.Il valore
della costante di Hubble attualmente accettato e' compreso tra i 50 e i 100
Km/sec per Megaparsec; ovvero, le galassie si muovono con velocità che crescono
di 50-100 Km/sec per ogni Megaparsec di distanza da noi.Il primo a proporre lo
scenario di un'esplosione iniziale fu l'abate G.Lemaitre nel 1927, ma solo negli
anni '40 il fisico G.Gamow lo affrontò in modo più quantitativo. Egli ipotizzò
che i nuclei atomici più leggeri (idrogeno, elio, deuterio e litio) si siano
formati nei primi istanti di vita del cosmo. Successivamente e' stato verificato
che le quantità di tali elementi presenti nell'Universo corrispondono con
quelle previste dalla teoria, confermandone la validità.
Un'altra conferma e' giunta nel 1965 con la scoperta casuale di una debole radiazione che permea tutto l 'Universo, proveniente da tutte le direzioni. Essa ha un massimo di intensità alla lunghezza d'onda di 2.6 cm e viene detta radiazione di fondo cosmica. Si pensa che sia il residuo della radiazione intensissima ed altamente energetica che si e' prodotta poco dopo il Big Bang.