红移是天文学中的一个重要概念，它描述了电磁辐射波长随时间或空间变化而变长的现象。简单来说，当一个光源远离观察者时，其发出的光谱线会向红色端移动，这种现象就被称为红移。红移是宇宙膨胀和星系运动的重要证据之一。

红移现象最早由美国天文学家埃德温·哈勃在20世纪20年代发现，他观察到远处星系的光谱线普遍向红色端偏移，这表明这些星系正在远离我们。这一发现为宇宙膨胀理论提供了强有力的支持，并且奠定了现代宇宙学的基础。

红移可以用以下公式表示：\[z = \frac{\lambda_{obs} - \lambda_{em}}{\lambda_{em}}\]

其中\(z\)代表红移值，\(\lambda_{obs}\)是观测到的波长，\(\lambda_{em}\)是发射时的原始波长。红移值\(z\)可以是正数也可以是负数，正值表示光源远离观察者，负值则表示光源朝向观察者移动。

根据产生原因的不同，红移主要分为三类：

1. 多普勒红移：这是由于光源和观察者之间的相对运动导致的。如果光源远离观察者运动，那么它的光谱线就会发生红移；反之，则会发生蓝移（即光谱线向蓝色端移动）。

2. 引力红移：在强引力场中，光子的能量会被吸收，导致波长增加，从而出现红移现象。这种效应已经在地球表面和太阳附近得到了验证。

3. 宇宙学红移：这是由于宇宙膨胀导致的，是现代宇宙学研究的核心内容之一。随着宇宙的膨胀，空间本身在拉伸，嵌入其中的光波也随之拉长，因此观测到的光谱线也会发生红移。

红移的概念不仅帮助科学家们理解了宇宙的大尺度结构和演化过程，还促进了对暗物质、暗能量等神秘现象的研究。通过对遥远星系红移的测量，天文学家能够推断出它们的距离以及宇宙膨胀的速度，这对于构建和完善宇宙模型具有重要意义。