恒星分开我们是如此之悠远，使我们只能看到极小的光点，而看不到它们的大小和形状。如许如何能辨别分歧的恒星种类呢？对于绝大多数的恒星而言，只要一个特性可供观察――光的色彩。牛顿发明，如果太阳光通过一个称为棱镜的三角形状的玻璃块，就会被分化成像在彩虹中一样的分色彩（它的光谱）。将一台望远镜聚焦在一个伶仃的恒星或星系上，人们便可近似地察看到从这恒星或星系来的光谱。分歧的恒星具有分歧的光谱，但是分歧色彩的相对亮度老是和人们希冀从一个红热的物体收回的光的光谱完整分歧。（实际上，从任何不透明的炽热的物体收回的光，有一个只依靠于它的温度的特性光谱――热谱。
本地球环绕着太阳公转时，相对于更远处的恒星背景，我们从分歧的位置观察它们。这是荣幸的，因为它使我们能直接测量这些恒星分开我们的间隔，它们离我们越近，就显得挪动得越多。比来的恒星叫做比邻星，它离我们约莫4光年那么远（从它收回的光约莫破钞4年才气达到地球），也就是约莫23万亿英里的间隔。其他大部分肉眼可见的恒星分开我们的间隔均在几百光年以内。与之比拟，太阳仅仅在8光分那么远！可见的恒星漫衍在全部夜空，但是特别集合在一条称为银河的带上。远在公元1750年，有些天文学家就提出，如果大部分可见的恒星处在一个伶仃的碟状的布局中，则银河的表面能够获得解释。这个布局便是明天我们称为螺旋星系的一个例子。以后不过几十年，天文学家威廉・赫歇尔爵士通过对大量恒星的位置和间隔停止详确的编目分类，就证明了这个看法。即便如此，这个思惟在本世纪初才完整被人们接管。
埃德温・哈勃用上述体例算出了9个分歧星系的间隔。现在我们晓得，我们的星系只是用当代望远镜能够看到的几千亿个星系中的一个，每个星系本身都包含有几千亿颗恒星。从糊口在其他星系中的人来看我们的星系，想必也近似这个模样。我们糊口在一个宽约为10万光年并渐渐扭转着的星系中；在它的螺旋臂上的恒星环绕着它的中间公转一圈约莫破钞几亿年。我们的太阳只不过是一颗平常的、均匀大小的、黄色的恒星，它位于一个螺旋臂的内边沿四周。我们分开亚里士多德和托勒密的看法必定相称远了，当时人们以为地球是宇宙的中间！
1924年，我们当代的宇宙图象才被奠定。那一年，美国天文学家埃德温・哈勃证了然，我们的星系不是唯一的星系。究竟上，还存在其他很多星系，在它们之间是庞大的空虚的太空。为了证明这些，他必须肯定这些星系的间隔。这些星系是如此之悠远，不像邻近的恒星那样，它们确切显得是牢固不动的。以是哈勃被迫用直接的手腕去测量这些间隔。因为恒星的视亮度取决于两个身分：它辐射出来多少光（它的光度）以及它离我们多远。对于近处的恒星，我们能够测量其视亮度和间隔，如许我们能够算出它的光度。相反，如果我们晓得其他星系中恒星的光度，我们可用测量它们的视亮度来算出它们的间隔。哈勃重视到，当某些范例的恒星近到足以被我们测量时，它们有不异的光度；以是他提出，如果我们在其他星系找出如许的恒星，我们能够假定它们有一样的光度――如许便可计算出阿谁星系的间隔。如果我们能对同一星系中的很多恒星如许做，并且计算成果老是给出不异的间隔，则我们就会相本地信赖本身的估计。