Прежде всего, о том, как расширение вселенной стало известным науке. Это, просто, наблюдательные данные. Астрономы сделали вывод, что вселенная расширяется, поскольку её расширение хорошо видно в телескоп. Видно, что все и без того удалённые объекты удаляются от наблюдателя со скоростью тем большей, чем источники света дальше. Для самых дальних источников скорость убегания сравнима со скоростью света.
Скорость убегания определяется по доплеровскому эффекту. Спектр свечения каждого из веществ не сплошной, он распадается на отдельные, характерные линии, взаимное расположение которых сохраняется, даже если сами линии смещены. Данная подробность упоминается ввиду существования разновидности сайнсфриков, утверждающих, что красное смещение возникает из-за «усталости света», то есть его поглощения межзвёздной пылью. Так вот: короткие волны действительно поглощаются сильнее, чем длинные, и на больших дистанциях цвет действительно краснеет. Но не из-за смещения спектральных линий в красную область, а из-за относительного снижения яркости «синих» линий. То есть, сами линии остаются на своих местах. Сдвинуть с места их может только эффект движения источника по отношению к наблюдателю. Спутать «убегание» с чем-то другим невозможно.
Следующий нюанс. Расширение пространства заметно только на очень больших расстояниях. Скорости объектов изменяются по смещению линий на любых дистанциях. Но звёзды в составе галактик движутся вокруг общего центра масс и могут сближаться. То же касается галактик в составе скоплений. Ближайшая к нам крупная галактика — Туманность Андромеды, — например, сейчас сближается с Млечным Путём. Убегание становится заметным только уже в масштабе сверхскоплений. Кстати, когда Туманность Андромеды и Млечный Путь столкнутся… ничего не произойдёт.
Частый вопрос: если всё, что и так далеко, удаляется именно от нас, получается ли, что Земля расположена в центре… Мироздания? Вселенского разбегания?.. Нет. Получается, что в центре всего находится наблюдатель. Иллюстрируют данную концепцию для школьников, обычно, с помощью воздушного шарика. Для студентов используется более сложная аллегория с другим изделием, которое тоже можно надуть, но не суть. Суть же в том, что при надувании шарика от любой из поставленных на нём точек будут удаляться все остальные. Причём, именно со скоростью возрастающей пропорционально расстоянию. Точно также расширяется и пространство. Наблюдатель в любой точке вселенной, на Земле в том числе, увидит убегающие именно от него галактики.
Следующий типовой вопрос: куда расширяется пространство? Тут, увы, придётся напрячься и понять, что понятие «куда» производно от понятия «пространство» и определено только в пространстве. То есть, вопрос некорректный и бессмысленный. Пространство просто расширяется. И оно всегда было бесконечным. Если попытка понять вышеизложенное была успешна, то и хорошо. Если нет… ну, не судьба, стало быть.
Далее. Почему пространство расширяется? Здесь вообще нет простых и общедоступных ответов. Только очень сложные для восприятия. Так бывает. Более того, в космогонии бывает только так. Именно по данной причине для понимания таких вещей нужно очень долго учиться. Очень сложный для понимания ответ дан у меня, например, в статье про М-Теорию. И могу лишь гарантировать, что проще и доступнее нигде данная проблема на изложена.
Наконец, как связано расширение вселенной с Большим Взрывом, которого, как мне в комментах регулярно сообщают, не было? Являлся ли, например, Большой Взрыв причиной расширения? Расширяется ли всё потому, что однажды взорвалось и разлетелось? Нет. Между Большим Взрывом и наблюдаемым расширением пространства связь куда более тесная. Это, просто, одно и то же. Теория Большого Взрыва, именно, расширение вселенной и описывает.
Если расширение вселенной, а количество вещества остаётся прежним (не совсем так, но это уже детали), очевидно, что в прошлом плотность вселенной была выше, а в более удалённом — ещё выше. И так до достижения критической плотности, при которой пространство-время перестаёт существовать. Этот последний (если смотреть против оси времени) или первый (если — по оси) момент времени и называется моментом Большого Взрыва. И надо понимать, что решительно ничего интересного и особенного в момент БВ не происходило. Всё было точно также, как и сейчас. Вселенная расширялась себе потихоньку и уже была бесконечной. А, вот, до этого момента… Просто не было момента.
Такие дела.
На счёт того, что вселенная сразу была бесконечна и что она бесконечна сейчас — спорное утверждение. Интуитивно кажется, что вселенная имеет границу, которая двигается от наблюдателя со скоростью света + скорость расширения, а за этой границей ничего нет, потому что туда ещё ничего не попало. Может быть там есть только поля, а может и нет.