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無論星雲距離多麼遙遠，恆星的距離都是相同的。因此，如果前者的組成粒子是太陽，那麼，正如普羅克特先生所說的那樣，如果巨大天體幾乎可以遮蓋它們的微弱光線，那其數量級一定是人們難以想像的。
如果沒有一些可靠的方法能確定漩渦形和橢圓形星雲的距離，那就無法解決這個問題。最終，當人們在洛杉磯附近的威爾遜山上安裝了 100 英寸口徑的望遠鏡之後，才確認了這樣的尺度。
望遠鏡1923 年，埃德溫·哈勃首次證明仙女座星雲是由不同的恆星組成的。他發現，仙女座星雲的旋臂中有一些明亮的變光恆星，其光度的變化周期相同，這在我們星系中被稱為造父變星的一類恆星中是很常見的。
這一點非常重要，因為在上一個十年裡，哈佛學院天文臺的亨利埃塔·斯旺·萊維斯和哈洛·沙普利已證實了所觀測到的造父變星的變化周期和絕對光度之間的緊密關係 ，絕對光度是天文物體沿所有方向所釋放的總輻射功率。視光度是每平方釐米的望遠鏡鏡片所接收到的輻射功率。
恆星天文物體的主觀明亮程度是由視光度而不是由絕對光度決定的。當然，視光度不僅取決於絕對光度，也取決於距離；因此，在已知天文物體絕對光度和視光度的前提下，就能推斷出它的距離。
哈勃在觀測到仙女座星雲中的造父變星的視光度，並根據其周期預測出它們的絕對光度後，立即計算出它們的距離，由於視光度與絕對光度成正比，與距離的平方成反比，通過這個簡單的計算方式，也可得出仙女座星雲的距離。
仙女座仙女座星雲的距離是 900000光年，它的距離比我們星系中已知距離最遠的物體遠 10倍以上。沃爾特·巴德和其他人曾多次測定造父變星的周期與亮度關係，最終把仙女座星雲的距離提高到了 200 萬光年以上，仙女座星雲以及成千上萬個類似星雲都是與我們的星系一樣的星系，沿所有方向伸展得很遠，充滿了整個宇宙。
在星雲的銀河外性質得到確定之前，天文學家就已經能夠通過熟知的原子光譜中的已知線確定其光譜中的線了。但直到 1910—1920 年這 10 年間，洛維爾天文臺的維斯託·梅爾文·斯萊弗才發現很多星雲的光譜線稍微偏移到了紅端或藍端。
星系很快，人們認為這些偏移是由都卜勒效應引起的，說明星雲正遠離地球或靠近地球。例如，人們發現仙女座星雲以 300 千米 / 秒的速度靠近地球，而室女座中更遠的星系團則以1000千米/秒的速度遠離地球。
起初，人們認為，這只是相對速度，說明了我們的太陽系朝著一些星系靠近或遠離一些星系的運動情況。但隨著人們發現越來越多更大的光譜偏移，所有偏移都指向光譜紅端，這種解釋便越來越站不住腳了。似乎除了一些近鄰（如仙女座星雲），其他星系正普遍與我們的星系迅速分離開來。
太陽系當然，這並不意味著我們的星系位於某個特殊的中心位置。相反，似乎宇宙正在發生某種類型的爆炸，在這些爆炸過程中，每個星系都在與其他星系迅速分離。自哈勃在 1929 年宣布他發現星系的紅移與距我們星系之間的距離成正比之後，這種解釋被人們普遍接受。
這一觀測結果的重要性在於，我們可以根據爆炸的宇宙中最簡單的物質流動的可能情景來進行預測。我們可能會憑直覺認為，對於各個典型星系上的觀測者來說，無論什麼時間，無論從哪種角度進行觀察，宇宙都應該是一樣的。
宇宙爆炸宇宙學原理產生的一個直接數學結果是，任何兩個星系的相對速度必須與二者之間的距離成正比。哈勃在觀察發現了星系之間的距離與其退行速度成正比的時候，其實也間接證明了宇宙學原理的真實性。從哲學角度來看，這是一個令人非常滿意的結果——為什麼宇宙的任何部分或任何方向都異於其他部分或方向？
我們再次確定天文學家的確是在觀察宇宙的某些有分量的部分，而不僅僅是觀察巨大的宇宙漩渦中的一個局部漩渦。反之，我們可以根據推論，假設宇宙學原理是理所當然的，那麼，我們就可以推斷出距離和速度之間的正比關係，如上一段內容所述。這樣通過簡單測量都卜勒偏移，就能根據極遙遠的物體速度推斷其距離了。
參考資料：《宇宙的秘密》、《宇宙起源》