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1868 年，威廉姆·哈金斯爵士指出，一些較亮恆星的光譜中的黑線正從它們在太陽光譜中的正常位置向紅或藍的方向稍作偏移，他稱之為都卜勒偏移，這種說法非常準確，因為恆星正遠離或靠近地球。
例如，五車二恆星光譜中的每條黑線波長比太陽光譜中相對應的黑線波長要長0.01％；向紅色方向偏移說明五車二恆星正以 0.01％ 的光速，或以 30 千米 / 秒的速度遠離我們。在接下來的幾十年中， 都卜勒效應被用於日珥、 雙星以及土星環的速度研究。
通過都卜勒偏移的觀測結果來測量速度，是一種具有內在精確性的技術，因為可以更準確地測量光譜線的波長；用長達 8 位數的有效數字來表示波長並不少見。另外，無論光源有多遠，只要夜空輻射背景下存在選擇光譜線的足夠光線，這一技術就能確保其精確性。
通過應用都卜勒效應，我們了解所提到的星球速度的典型數值。都卜勒效應還為我們提供了線索來了解鄰近恆星的距離；如果能假設一個恆星的運動方向，那麼通過都卜勒偏移就能得出它穿過我們的視線以及沿我們的視線運行的速度。
因此，如果能對恆星穿過天球以自行進行測量，即可得知它的距離。但只有當天文學家開始研究比可見恆星遠得多的物體的光譜時，都卜勒效應才開始產生具有重大宇宙學意義的結果。
鑑於此，我只好略微談一下這些物體的發現情況，然後再回過頭來討論都卜勒效應。1750 年，英國儀器製造商託馬斯·賴特出版了一本著作，書名為《關於宇宙的獨創理論或新假設》。他在書中提出，恆星位於一個平坦、厚度有限的厚板，即「磨石」之中，但其光線卻能夠沿厚板平面的所有方向朝很遠的距離延伸。
太陽系就位於這個厚板內， 所以，當我們從地球上沿厚板平面往外觀察時，能夠比在任何其他方向所觀察到的光線多得多。 這就是我們所看到的銀河。賴特的理論已得到證實。人們現在認為銀河是一個由恆星組成的平盤，其直徑為 8000光年，厚度為6000光年。
通常情況下，人們估計其總質量約為太陽質量的 1000億倍。但有些天文學家認為，在延伸的球形暈中，可能還存在更大的質量。太陽系距離平盤中心位置約為30000光年，位於平盤中心平面稍靠「北」的位置。
平盤以高達 250 千米 / 秒的速度旋轉，並呈現出巨大的旋臂。總體而論，景象異常壯觀，如果我們能從外部欣賞，那就再好不過了！通常我們將整個系統稱為「銀河系」，或從更大的角度將其稱為「我們的星系」。
在夜空中，還有一個物體也具有宇宙學意義，但不如銀河明顯。在仙女星座中，有一個朦朦朧朧的塊狀，平時不易發覺，但如果知道它的確切位置，其在晴朗的夜空中還是較為清晰可辨的。
波斯天文學家阿卜杜勒·拉赫曼·蘇菲在公元 964 年曾撰寫了名為《恆星錄》的書籍。他在此書第一次用文字提到了這個物體的存在。他在書中將其描述為「小片雲」。在望遠鏡出現之後，越來越多的這類延伸物體被人們發現，17 世紀和 18 世紀的天文學家發現，這些物體妨礙了人們去研究真正令人感興趣的東西——彗星。
為了提供一份物體名單，幫助人們排除在搜尋彗星時不需要觀察的物體，查爾斯·梅西耶在 1781年出版了一個著名的目錄，即《星雲和星團》。即使是在梅西耶時代，這些延伸物體也並不完全相同。
隨著望遠鏡的性能越來越強大，又有成千上萬個這樣的星雲被發現，到 19 世紀末，有些星雲的旋臂已通過驗證。但即使是使用 18 世紀和 19 世紀性能最好的望遠鏡，也無法分辨出橢圓形或漩渦形星雲中的恆星，它們的性質一直是個謎。好像是伊曼紐爾·康德第一次提出，有些星雲就是星系，就像我們的星系一樣。
當然，因為它們距離我們非常遠，所以看起來黯淡無光。如今我們知道，這些星球大爆炸的確「屬於難以想像的數量級」。它們是超新星，爆炸時，一顆恆星的光度可接近整個星系的光度。但在 1893 年之前，人們對此還毫不知情。
參考資料：《宇宙的秘密》、《宇宙起源》