如果不能测量宇宙中天体的位置和分布，我们就不会有天体物理学或宇宙学。
在十八世纪，技术的进步使人们可以生产更大型和更大倍数的望远镜。借助它们，天文学家查尔斯·梅西耶和威廉·赫歇尔发现了几百个“星云”并将它们整理分类。这些漫反射形态的奇怪天体既不像行星，又不像恒星。约翰·赫歇尔，威廉·赫歇尔的儿子，于1864年发表了《星云和星团总表》（General Catalogue of Nebulae and Clusters），收录了5 000个天体的星空坐标。其中一些是极为神秘的螺旋状结构：这会是非常遥远的、与我们的星系相似的恒星群吗？天文学家汤姆斯·莱特和哲学家康德在此之前已经设想过这样的天体，后者还用极其诗意的名字“宇宙岛”来称呼它们。美国天文学家希伯·柯蒂斯重拾了这一想法并于1914年清楚地阐述了它：螺旋状星云很可能是位于几乎无法想象的遥远地带的星系，所以对于我们的眼睛来说，它们被缩小成了小亮点。同样在1910年代，天文学家们也提出了关于我们自己星系的大量问题。它的结构到底是什么？它有多大？它在宇宙中的什么位置？太阳位于其中的什么位置？这些都引起了大量的讨论，而研究者们并不能达成一致意见……
正是美国人哈勃经历了长时间的种种波折后，最终在1920年代解决了争论。他那时在威尔逊山天文台工作（位于美国旧金山区域）。一个口径达2.5米的天文望远镜刚刚开始投入使用。这一工具使得哈勃能够了解到螺旋状星云的确是由恒星组成的。他夜复一夜地仔细观察它们并在某些星云中发现了一种特殊的被称为“造父变星”（céphéides）的恒星。这些造父变星有一个对于观察者来说非常有用的特征：它们的亮度呈周期性变化，其周期直接与最大亮度相关。测量一颗造父变星的“变化周期”（从它亮度开始减弱，到再次达到最大亮度的时间）能够计算它的固有亮度，也就是它发出的总光能。另外我们还可以从地球上观察同一颗恒星的表面亮度。后者当然是由固有亮度决定的，但也是由恒星的远近决定的。最终，对于造父变星的表面亮度和其变化周期（提供其固有亮度）的共同观测能够让我们计算出它的距离——也因此可以计算出它所在星云的距离。
这一精妙的方法虽不直接但却有效，哈勃于1924年使用这一方法测量了最耀眼的螺旋状星云的距离，我们在良好的观察条件下用肉眼就可以看到它——仙女座星云，在梅西耶总表中又名M31。它的距离为令人难以置信的100万光年（今天该值被重新估算为约250万光年），这个数值说明它离我们的星系非常远。宇宙岛的假设就这样精彩地被确认了：螺旋状星云的确是其他的星系，是非常遥远的大型恒星系统。宇宙突然变得比我们想象的广阔得多，它充满了一种气体，其“分子”是与我们银河系相似的星系，让人“宇宙晕眩”的深渊把不同星系分隔了开来！哈勃没有在这一主要发现上止步，他还同样为宇宙膨胀理论做出了重要贡献……
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