Як уже неодноразово наголошувалось, однією з найважливіших проблем в астрономії є визначення відстаней до космічних об’єктів. Починаючи з 20-х років XX ст., цю проблему щодо галактик майже розв’язано: дотепер розроблено більше 10 методів визначення відстаней до них.
Першим із цих методів – за спостереженнями цефеїд – скористався Е. Габбл у 1924 р. На околицях галактики М31 (а невдовзі ще декількох) він виявив цефеїди, зумів визначити періоди зміни їхнього блиску, а потім встановити відстані до них.
У далеких галактиках намагаються зареєструвати спалахи нових і особливо наднових зір у момент максимуму їхнього блиску. Покладаючи, що потужності цих об’єктів (явищ) однакові у всіх галактиках, за їхніми видимими величинами встановлюють відстані. Після цього за кутовими розмірами визначають і лінійні діаметри галактик.
Порівнюючи зміщення спектральних ліній у різних частинах галактики (або за розширенням ліній у спектрі), встановлюють факт її обертання навколо своєї осі, а для зір, що перебувають на околицях галактик – швидкості обертання навколо центра мас системи. Ці дані використовують для визначення мас галактик.
Як виявилося, і наша Галактика, і Туманність Андромеди входять до числа найбільших за масою, світністю і кількістю зір.
Можна з упевненістю твердити, що в спіральних і неправильних галактиках міститься багато білих і блакитних зір, тоді як в еліптичних галактиках – більше червоних. Це означає, що різні типи галактик мають різний вік.
Червоне зміщення в спектрах галактик свідчить про те, що галактики з величезними швидкостями розлітаються в різні боки.
Розлітання галактик — дивний процес розширення Всесвіту, який супроводжується збільшенням відстаней між галактиками.
Це дивне розлітання галактик у різні боки було доведено за допомогою ефекту Доплера, бо у спектрах далеких галактик усі спектральні лінії зміщені у червоний бік. У 1929 р. американський астроном Е. Габбл довів, що швидкість, з якою втікають від нас інші галактики, збільшується прямо пропорційно відстані до цих галактик (закон Габбла): V = Нr, де V — швидкість галактики, Н — стала Габбла, r — відстань до галактики у мегапарсеках.
За останніми вимірами Н = 70 км/(с • Мпк).
Швидкість розлітання галактик збільшується на 70 км/с на кожний мільйон парсеків
Закон Габбла дозволяє нам виміряти відстань до далеких галактик за допомогою їх спектрів. Якщо відоме зміщення спектральних ліній, то можна визначити швидкість галактики, а отже, і відстань до неї. Найбільш віддалений об’єкт, який вдалося зареєструвати, має швидкість 280 000 км/с і знаходиться на відстані 14 млрд св. років. Тобто ми його бачимо у той час, коли ще не було не тільки нашої Землі та Сонця, але не існувала навіть наша Галактика. На перший погляд здається, що наша Галактика знаходиться в центрі цього розширення, але виявляється, що ніякого центра у Всесвіті не існує. Мешканець будь-якої іншої галактики буде спостерігати таке саме розширення, тому він може вважати, що його галактика знаходиться у центрі Всесвіту.