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无论星云距离多么遥远，恒星的距离都是相同的。因此，如果前者的组成粒子是太阳，那么，正如普罗克特先生所说的那样，如果巨大天体几乎可以遮盖它们的微弱光线，那其数量级一定是人们难以想象的。
如果没有一些可靠的方法能确定漩涡形和椭圆形星云的距离，那就无法解决这个问题。最终，当人们在洛杉矶附近的威尔逊山上安装了 100 英寸口径的望远镜之后，才确认了这样的尺度。
望远镜
1923 年，埃德温·哈勃首次证明仙女座星云是由不同的恒星组成的。他发现，仙女座星云的旋臂中有一些明亮的变光恒星，其光度的变化周期相同，这在我们星系中被称为造父变星的一类恒星中是很常见的。
这一点非常重要，因为在上一个十年里，哈佛学院天文台的亨利埃塔·斯旺·莱维斯和哈洛·沙普利已证实了所观测到的造父变星的变化周期和绝对光度之间的紧密关系 ，绝对光度是天文物体沿所有方向所释放的总辐射功率。视光度是每平方厘米的望远镜镜片所接收到的辐射功率。
恒星
天文物体的主观明亮程度是由视光度而不是由绝对光度决定的。当然，视光度不仅取决于绝对光度，也取决于距离；因此，在已知天文物体绝对光度和视光度的前提下，就能推断出它的距离。
哈勃在观测到仙女座星云中的造父变星的视光度，并根据其周期预测出它们的绝对光度后，立即计算出它们的距离，由于视光度与绝对光度成正比，与距离的平方成反比，通过这个简单的计算方式，也可得出仙女座星云的距离。
仙女座
仙女座星云的距离是 900000光年，它的距离比我们星系中已知距离最远的物体远 10倍以上。沃尔特·巴德和其他人曾多次测定造父变星的周期与亮度关系，最终把仙女座星云的距离提高到了 200 万光年以上，仙女座星云以及成千上万个类似星云都是与我们的星系一样的星系，沿所有方向伸展得很远，充满了整个宇宙。
在星云的银河外性质得到确定之前，天文学家就已经能够通过熟知的原子光谱中的已知线确定其光谱中的线了。但直到 1910—1920 年这 10 年间，洛维尔天文台的维斯托·梅尔文·斯莱弗才发现很多星云的光谱线稍微偏移到了红端或蓝端。
星系
很快，人们认为这些偏移是由多普勒效应引起的，说明星云正远离地球或靠近地球。例如，人们发现仙女座星云以 300 千米 / 秒的速度靠近地球，而室女座中更远的星系团则以1000千米/秒的速度远离地球。
起初，人们认为，这只是相对速度，说明了我们的太阳系朝着一些星系靠近或远离一些星系的运动情况。但随着人们发现越来越多更大的光谱偏移，所有偏移都指向光谱红端，这种解释便越来越站不住脚了。似乎除了一些近邻（如仙女座星云），其他星系正普遍与我们的星系迅速分离开来。
太阳系
当然，这并不意味着我们的星系位于某个特殊的中心位置。相反，似乎宇宙正在发生某种类型的爆炸，在这些爆炸过程中，每个星系都在与其他星系迅速分离。自哈勃在 1929 年宣布他发现星系的红移与距我们星系之间的距离成正比之后，这种解释被人们普遍接受。
这一观测结果的重要性在于，我们可以根据爆炸的宇宙中最简单的物质流动的可能情景来进行预测。我们可能会凭直觉认为，对于各个典型星系上的观测者来说，无论什么时间，无论从哪种角度进行观察，宇宙都应该是一样的。
宇宙爆炸
宇宙学原理产生的一个直接数学结果是，任何两个星系的相对速度必须与二者之间的距离成正比。哈勃在观察发现了星系之间的距离与其退行速度成正比的时候，其实也间接证明了宇宙学原理的真实性。从哲学角度来看，这是一个令人非常满意的结果——为什么宇宙的任何部分或任何方向都异于其他部分或方向？
我们再次确定天文学家的确是在观察宇宙的某些有分量的部分，而不仅仅是观察巨大的宇宙漩涡中的一个局部漩涡。反之，我们可以根据推论，假设宇宙学原理是理所当然的，那么，我们就可以推断出距离和速度之间的正比关系，如上一段内容所述。这样通过简单测量多普勒偏移，就能根据极遥远的物体速度推断其距离了。
参考资料：《宇宙的秘密》、《宇宙起源》
