ছায়াপথ স্তবক
১৯২০-এর দশকে এডুইন হাবল প্রথমবারের মত অনেক দূরের বহিঃছায়াপথীয় বস্তুর দূরত্ব এবং গতিবেগ নির্ণয় করে দেখেন, মহাবিশ্ব সম্প্রসারিত হচ্ছে। তিনিই প্রথম বুঝতে পারেন দূরের নীহারিকাগুলো প্রকৃতপক্ষে আমাদের আকাশগঙ্গার বাইরে অন্যান্য ছায়াপথ এবং এরা একে অপরের থেকে দূরে সরে যাচ্ছে, আমাদের থেকে যার দূরত্ব যত বেশি তার পশ্চাদপসরণ বেগও তত বেশি। এই আবিষ্কার ছিল যুগান্তকারী, এর মাধ্যমে মহাবিশ্বের বিশালতা প্রথমবারের মত আমাদের চোখে ধরা দেয়। এর মধ্যে সুইজ-মার্কিন জ্যোতিঃপদার্থবিজ্ঞানী ফ্রিৎস জুইকি কোমা স্তবকের অনেকগুলো ছায়াপথের দূরত্ব নির্ণয় করেন। নিশ্চিত না হলেও তিনি ধরে নেন, এই ছায়াপথগুলো একটি মহাকর্ষীয়ভাবে আবদ্ধ সিস্টেমের অন্তর্ভুক্ত, এই ভেবে নিয়ে তিনি সমগ্র স্তবকটির ভরও নির্ণয় করেন। তখনই আশ্চর্যজনক ফলাফলটি দেখা দেয়। এই স্তবকের ভর-প্রভা অনুপাত তথা মাস টু লাইট রেশিও দাড়ায় ২০০। অর্থাৎ ভরকে মোট উজ্জ্বলতা বা প্রভা দিয়ে ভাগ করলে ফলাফল পাওয়া যায় ২০০ (বর্তমানের হাবল ধ্রুবক দিয়ে আবার নির্ণয় করা মান এটি)। আমাদের সূর্যের ভর-প্রভা অনুপাত ১ এবং একটি সাধারণ ছায়াপথের ভর-প্রভা অনুপাত বিভিন্ন হাবল ধরণের উপর ভিত্তি করে ১ থেকে ১০ পর্যন্ত হতে পারে। জুইকি এ থেকে সিদ্ধান্ত টানেন, স্তবকটিতে এমন অনেক ভর আছে যারা কোন প্রভা বিকিরণ করে না, এমনকি যাদের শনাক্ত করাও সম্ভব না। ১৯৭০-এর দশক পর্যন্ত এই ধারণা গ্রহণযোগ্যতা পায়নি। কারণ তখন পর্যন্ত সর্বোচ্চ কত ভরের বস্তু একসাথে মিলে একটি মহাকর্ষীয়ভাবে আবদ্ধ সিস্টেম তৈরি করতে পারে সে নিয়ে কোন নির্ভরযোগ্য তত্ত্ব ছিল না, তাই স্তবকের গতীয় অবস্থঅ ঠিকভাবে বোঝা যাচ্ছিল না।
স্থানের মেট্রিক সম্প্রসারণ
মেট্রিক সম্প্রসারণ মহা বিস্ফোরণ বিশ্বতত্ত্বের একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য যাকে ফ্রিদমান-ল্যমেত্র্‌-রবার্টসন-ওয়াকার মেট্রিক (FLRW বা ফলরও মেট্রিক) এর মাধ্যমে প্রকাশ করা যায়। মেট্রিক এমন একটি অপেক্ষক যা একটি সেটের উপাদানগুলোর পারস্পরিক দূরত্বকে প্রকাশ করতে পারে। সেদিক থেকে "মেট্রিক সম্প্রসারণ" শব্দ দুটির মাঝেই মহাবিশ্বের সম্প্রসারণের প্রকৃত অর্থ নিহিত আছে। তবে ফলরও মেট্রিক কেবলমাত্র মহাবিশ্বের অনেক বড় স্কেলে প্রযোজ্য। কারণ এই মেট্রিকের প্রাথমিক একটি অনুমিতি হচ্ছে মহাবিশ্ব সমসত্ত্ব এবং সমরূপ। কিন্তু আমাদের আশাপাশে তাকালে স্পষ্টতই দেখতে পাই মহাবিশ্ব সমসত্ত্ব ও সমরূপ নয়, পৃথিবীর পৃষ্ঠের চেয়ে বায়ুমণ্ডলের ঘনত্ব অনেক কম, তারাদের তুলনায় তাদের মধ্যবর্তী স্থানের ঘনত্ব অনেক কম, আবার একেক দিকে তাকালে মহাবিশ্বের একেক রূপ চোখে পড়ে। কিন্তু অনেক বড় স্কেলে গেলে, অর্থাৎ অনেকগুলো ছায়াপথের সমষ্টিকে একটি একক হিসেবে বিবেচনা করলে মহাবিশ্ব আসলেই প্রায় সমসত্ত্ব ও সমরূপ, অর্থাৎ এই বিশ্বের এক দিকের মহা ছায়াপথ স্তবকগুলোর সাথে অন্য দিকের মহা ছায়াপথ স্তবকগুলোর তেমন কোন পার্থক্য নেই। এজন্যই ফলরও মেট্রিক কেবল মহা ছায়াপথ স্তবকদের স্কেলে প্রযোজ্য। এর থেকে ছোট স্কেলে এমনকি দুটি অংশের মধ্যবর্তী দূরত্ব বাড়ার পরিবর্তে কমতে পারে। যেমন আকাশগঙ্গা এবং ধ্রুবমাতা ছায়াপথ দুটোর দূরত্ব দিনদিন কমছে। কিন্তু এর কারণ, তারা এত কাছাকাছি অবস্থিত যে প্রসারণমুখী বলের তুলনায় তাদের পারস্পরিক মহাকর্ষ বল বেশি শক্তিশালী। এটি ফলরও মেট্রিকের কোন সীমাবদ্ধতা নয়।