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用这个理论来解释所有的这些天体，它们的运行情况，他发现天体的运行用万有引力来解释，可以解释得非常好，那些轨道甚至可以直接用数学公式来计算出来。于是在万有引力这个理论的基础上，牛顿就提出了他的稳恒态宇宙的概念。他就认为日、月、天体都是在不断地运动之中，维系它们运动规律的就是万有引力的定律。基于这种认识，牛顿就认为宇宙是没有边界的，宇宙是无限的，这样就回到了时间和空间无限这样一种观念。时间是永远在均匀地流失，空间自然地向四面八方伸展，时间和空间的存在是和物质没有关系的。宇宙自古以来就处在一种整体不变的这样一种状态，这样无限和永恒的宇宙这样一种观念就建立起来了，这就是所谓稳恒态宇宙。在很长一段时间里，牛顿的稳恒态宇宙就处在新的主导地位。可是稳恒态宇宙的命运还不如 “地心说”的命运，稳恒态宇宙也就存在了几百年，然后就被新的理论所替代了。
天文学家在研究银河系结构的时候发现，我们的太阳并不处在银河系的中心，而是处在银河系的边缘上。太阳距离银河系中心大约是三万光年，也就说我们地球所在的太阳系距离银河系的中心是三万光年。望远镜发明了以后，人们在观测天体的时候就发现了，天上这些能够看到的天体并不只是一些恒星，还有一些看起来是有扩展，有一个平面结构的对象。我们知道，恒星多数看起来它是没有结构的，就是一个点光源。即使是在一些大的望远镜里边，我们看到的绝大多数恒星也是一些点光源，只不过在大望远镜里头它的亮度会增加。那么还有一些天体就不是这样，它是一些带扩展的，就是带有某种形状的光源。其中一个最亮的、最有名的就是在北天就可以看到的仙女座大星系。当初在历史上它曾经被叫“仙女座星云”，它在历史上有过另外一个名称。在上个世纪初的时候，在美国曾经因为这个“仙女座星云”到底是银河系内的天体，还是银河系之外的天体，发生过一场非常有名的争论。当时有两个非常资深的天文学家在进行这一场争论。其中一位认为“仙女座星云”是银河系之外的天体，另一位认为“仙女座星云”是银河系内部的天体。主张“仙女座星云”是银河系之外天体这位科学家名叫柯惕斯，他就是来自美国的里克天文台。当时他为什么主张“仙女座星云”是银河系之外的天体呢？他研究“仙女座星云”爆发的超新星。他假定所有的超新星在爆发时，它的亮度都是差不多，就是都差不多一样亮。那么他就观测到这个行星的亮度以后，他发现在“仙女座星云”里边，爆发的超新星的亮度非常地暗。如果假定所有的超新星爆发的亮度都差不多的话，而在“仙女座星云”里边这个超新星的亮度非常地暗，这说明了什么呢？根据光源反平方定律，就说明它与我们之间的距离是非常遥远的。那么他根据反平方定律还大致算出了“仙女座星云”的距离大概是五十万光年左右，当时他是得到了这样一个结论。那么当时（我们）也知道了，我们银河系的直径大概是16万光年。那么很清楚，就是“仙女座星云”它不是我们银河系内部的天体。但是另一位天文学家也举出了另外一些证据，他认为是正确的证据，认为“仙女座星云”是银河系内部的天体。在当时由于双方的证据都不够强有力，当时这场争论就不了了之了，这是在上个世纪初进行的一场争论。
可是也就在差不多同时，一位年轻的天文学家在威尔逊天文台进行了天文观测，他的观测使这场争论最后有了一个非常明确地结果。这个人就是在上个世纪里边为天文学做出重大贡献的哈勃。哈勃就研究了在“仙女座星云”里边发现了一些“造父变星”，那么“造父变星”是一类非常特别的变星。我们知道，天上的行星有一些它的亮度是在不断地发生变化。有一些这些变化是有规律的、有周期性的。那么“造父变星”就是这一类有规律的周期性变星。哈勃在观测了“仙女座星云”里的“造父变星”以后，他就发现在“仙女座星云”里的“造父变星”，它的光变周期是非常长的，但是它的亮度又非常低。这样哈勃就意识到，它本来应该很亮，它为什么亮度又非常低呢？那么只能用光源亮度的反平方定律来解释。那么在这个工作的基础上，哈勃就进一步的通过计算，就确定了“仙女座星云”的距离。他当时计算的结果大概是七十万光年的样子。我们刚才说到银河系的直径大约是16万光年，所以“仙女座星云”它就不可能是银河系内部的天体。这样刚才我们说到上个世纪初的那一场非常著名的争论，就有了一个结果。
在确认了“仙女座星云”的距离以后，人们开始就考虑这个“仙女座星云”它到底是一个什么样的天体？后来就发现这个“仙女座星云”它实际上是和我们自身所在的银河系是差不多一样的非常巨大的恒星系统。这幅图就是银河系的一幅图。我们现在发现的“仙女座星云”也差不多是同样巨大的恒星系统。现在我们知道，“仙女座星云”其中大概有两千亿到三千亿颗恒星，比我们所在的银河系还要大一些。我们所在的银河系大概是一千亿到两千亿颗恒星，这样就使我们人类认识到的宇宙在认识上有一个非常重大的飞跃。因为在哈勃工作以前，我们认为银河系就是整个宇宙。那么在哈勃发现了“仙女座星云”不是银河系内的天体，而且后来又进一步发现，其中大概有两千亿到三千亿颗恒星，这样我们人类所认识到的宇宙，就一下子扩大了很多倍。在“仙女座星云”被确认为是河外星系之后，当然从那以后，我们就管它叫“仙女座星系”。人类又陆续地发现了许许多多的和它一样的银河系之外的星系。到现在为止，这样所谓的河外星系大概已经估计，应该有几百亿个像我们太阳系所在的银河系这样巨大的恒星系统，我们想我们的宇宙有多大。那么现在观测到的最远的河外星系，它到我们之间的距离大概超过了一百亿光年，也就是说我们所在的宇宙，它的大小最少就是不小于一百亿光年。比较准确的说法是一百四十亿光年。到现在为止，我们还没有看到任何宇宙有有边界的迹象。我们知道，我们的望远镜越造越大，我们观测技术越来越发展，那么我们看到的宇宙也就越来越远，我们能看到的距离也就越来越远。但是到现在为止，并没有发现任何宇宙有边界的迹象，我们能不能说宇宙是无限的呢？我想在科学上，我们还不能这么说。因为在科学上，一切应该是以观测或者试验的证据为基础，也就是说你在望远镜里看到了，你才能说，我在什么地方看到了一个东西，如果望远镜里还没有看到，那么科学家只能老老实实地承认，那个地方我还没有观测到任何东西，我还没有观测到那么远的地方。所以说宇宙在时间上和空间上是无限的。这个说法更多的是一个哲学上的命题，而不是一个科学上的命题。在科学上就是我们（通过）望远镜观测到了，比如说我观测到了一百四十亿光年以外的河外星系，那么科学家就应该说在一百四十亿光年这么大的范围里头，我还没有看到宇宙有任何有边界的迹象，这句话应该是符合科学的。
那么河外星系的确认应该是人类在认识宇宙的过程中非常重大的进展，可以说是划时代的。我们现在对宇宙的了解就比以前，就是说我们认识到的宇宙比以前是大得多了。有很多天文学家在河外星系被确认前后这一段时间，就开始研究它们的光谱。我们知道，就是从一个天体来的光我们接收到了以后，通过一些分光元件，比如大家可能知道，一些棱镜或者光栅，就能把它分解成一道一道的光谱，这些光谱里实际上携带了很多非常重要的信息。我们了解地球以外的天体，更多的是通过分析它们的光谱才得到。那么这幅图就展示了几个河外星系的光谱，这里边就是我们获得的一个非常重要的信息是什么呢？就是关于河外星系光谱的红移的问题，在这幅图里集中的显示了非常重要的发现。最上面那个是一个河外星系，它看起来比较大，比较亮，它离我们的距离比较近。那么最下边那个看起来很小、很暗，距离我们非常远的一个河外星系。那么右边这几幅图就是它们的光谱。大家注意，它们的光谱里边有两条黑色的线，就是所谓吸收线，大家看起来那儿像是一个缺口。大家注意这两条吸收线的位置，就是距离我们比较近的河外星系，在它的光谱里边，这两条吸收线比较靠左边，那么在距离我们最远的河外星系，它的光谱里边这两条吸收线就移到了最右边，最右边实际是光谱的红端，就是说距离我们越远的星系，它的谱线就越向红端移动。就是说如果一个光源在远离我们运动的话，那么它所发出来光的光谱，其中的谱线就要向红端移动。而且运动速度越快，向红端移动的范围就越大，这就是所谓谱线的红移。
那么这个事实是非常重要的，对于我们现在对宇宙的认识是非常重要的，这说明了什么呢？就是几乎所有的河外星系它们的光谱谱线都发生了红移。那么越远的星系，它的红移量就越大，这说明了两个问题，第一，所有的河外星系都在远离我们运动；第二，距离我们越远的河外星系，它远离我们运动的速度就越快，或者说是退行的速度越快。还是哈勃，哈勃继续研究了这个非常重要的事实，当然还有一些许许多多其他的天文学家，也进行了类似的工作。后来哈勃他们就发现了这条非常重要的规律。那么哈勃还建立起一个公式，所谓哈勃定律。它就是说越远的河外星系，它的红移量就越大，就说明了它相对于我们退行的速度就越快。
大家注意，这是一个观测事实，是一个试验事实，不是哪个理论学�