Kann es sein, dass die Expansion nur ein Trugschluss ist, weil nur gefilterte Photonen in unser Auge gelangen, denn Photonen mit anderen Richtungen fliegen am Beobachter vorbei?
Genau die Photonen die uns erreichen, haben uns erst auf diese Idee gebracht !
Normalerweise strahlt ein Körper ein relativ kontinuiierliches Spektrum ab, durchquert das Licht aber auf dem Weg Wolken aus Gas, dann fehlen darin bestimmte Photonen, basierend auf der chemischen Zusammensetzung der Wolke. Daraus ergibt sich eine Lücke in diesem Spektrum, das Absorbtionslinie genannt wird. Für jedes chemische Element kennen wir die Positionen, vor allem auch die relativen Positionen zueinander, in einem "handelsüblichen Spektrum".
Wasserstoff ist praktisch allgegenwärtig und bei den wirklich weit entfernten Quasaren (zus. gesetzt aus quasi und stellar) ist ebenfalls relativ schnell eine Absorptionslinie für neutralen Wasserstoff im Spektrum vorhanden, denn auch dort absorbiert Wasserstoff in der Umgebung praktisch gleich nach Abstrahlung die entsprechenden Photonen.
Jetzt kommt noch ein wenig Relativitätstheorie dazu. Licht das von einer Quelle abgestrahlt wird die sich von uns entfernt unterliegt ebenso dem Doppler Effekt wie Schall, aber das Licht ändert nicht seine Geschwindigkeit, das kann es ja nicht, sondern es ändert seine Frequenz, es wird rotverschoben.
Dabei werden auch die Absorptionslinien rotverschoben. Sie sind also nicht mehr an dem Platz des Spektrums an dem sie sein sollten. Die Absorptionslinien befinden sich an einer anderen Stelle, aber alle Absorptionslinien sind rotverschoben. Deshalb bleiben auch die Abstände der unterschiedlichen Linien gleich, wir können also am Muster der Linien erkennen wo die Wasserstofflinie jetzt liegt. Daraus lässt sich das genaue Maß der Rotverschiebung ableiten.
Wenn man das Ausmass der Rotverschiebung kennt, kann man daraus indirekt (es gehört noch einiges an Vorarbeit dazu, aber das führt jetzt zu weit) die Geschwindigkeit des Objekts ermitteln. Die Geschwindigkeit mit der er sich weggebewegt.
Edwin Hubble hat nachgewiesen das beinahe alle Galaxien ein rotverschobenes Licht ausstrahlen, also bewegen sich auch alle weg. Je weiter die Galaxie oder der Quasar entfernt ist, desto höher ist der Grad an Rotverschiebung. Eben genauso wie man es bei einem expandierenden Universum erwartet. Mittlerweile ist das Maß der Rotverschiebung auch als Maß für die Entfernung im Gebrauch, denn eine bestimmte Entfernung bedingt auch eine bestimmtes Maß an Geschwindigkeit von uns weg.
Das gilt für alle Objekte in jeder Richtung in der wir gesucht haben.