1929年，美国天文学家哈勃根据天文观测结果“所有星云都在彼此互相远离，而且离得越远，离去的速度越快”，得出结论：整个宇宙在不断膨胀。
哈勃认为宇宙膨胀的依据是：宇宙空间里所有星云都在彼此互相远离。
因此，我们可以理解为：宇宙空间在膨胀导致星云彼此相互远离，或者理解为星云在无限宇宙空间里“向外”运动。
宇宙由物质、空间和时间构成，宇宙膨胀究竟是什么在“膨胀”？
假设是“空间”膨胀（宇宙空间变大），则宇宙空间有限有界（宇宙空间膨胀之前始终要比膨胀后小），试问，宇宙之外是什么？（宇宙之外由什么构成？）
假设是“物质”膨胀（宇宙物质朝远处空间运动），则宇宙空间无限无界（宇宙空间没有边界），试问，无限空间是什么？（无限是数学中的假设概念，现实中无限是什么状态？）
宇宙膨胀的三种猜想：
第一种猜想：多维空间运动
宇宙是多维空间结构，除了我们已知的三维空间之外，还存在其它空间维度。宇宙膨胀本质是多维空间里的运动现象，我们所在三维空间的物体（如星云）在其它空间维度（多维宇宙空间）里运动，就产生近似“空间膨胀”的效果。
比如，我们把一根橡皮条（一维线段）两端固定，橡皮条长度不变。如果我们按住中心点向外拉伸（在二维面运动），橡皮条长度不断变长。所以，低维空间的物体在高维空间运动，就会产生“膨胀”效果。
第二种猜想：空间复制分裂
宇宙空间无时不刻的在“复制”，每个空间点都在“分裂”生成新的空间。宇宙膨胀本质是空间复制分裂现象。星云在宇宙空间里保持静止，由于空间不断“增生”，所以看似星云之间彼此远离。
比如，在一颗小树苗顶端放一个帽子，随着小树苗不断长高，帽子与地面彼此远离。
第三种猜想：时间膨胀
时间是相对的，宇宙中没有统一的时间。在时间里运动会发生时间膨胀，行走的越远，时间流逝的越慢。换句话说，在时间中运动，经历的时间越长，时间流逝的越慢。以此类推，人活的时间越长，未来时间流逝的越慢。如果人能活一万岁，那时他衰老速度明显减慢（时间将流逝的更缓慢）。所以，在遥远的宇宙边界时间几乎停止（星云演化速度变慢），那里应该保留了宇宙初始面貌。
比如，假设宇航员以1光年/百年（一百年时间飞行1光年的距离）的速度从地球飞往遥远的太空，起初，他用1百年时间飞行了1光年距离；1百年后，他飞行1光年距离用了1千年时间；1千年后，飞行1光年距离用了1万年时间。相同的速度飞行相等距离，花费的时间越来越长。
因此，同等距离下科学家观测遥远的星云比近处的星云所花费的时间更长，于是产生星云彼此互相远离，而且离得越远，离去的速度越快的假象。
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