哈勃采用的方法是光谱分析。夜空中的每一个亮点，经过光栅设备的分光后，就会呈现出一条彩色的光谱。哈勃尽可能地收集来自各个星云的光谱，并作详细的分析。他发现仙女座星云的光谱与太阳的光谱非常相似，具有恒星的性质。实际上，早在1864年，英国天文学家威廉·哈金斯（William Huggins，1824—1910）就获得过同样的发现，只是，当时的设备比较简陋，数据不够精确。这一次，海耳验证了哈勃的数据，他们确信，仙女座星云是由无数颗发光的恒星构成的。哈勃还利用威尔逊山天文台的超级望远镜，拍下了仙女座星云的照片。

  问题并未就此解决，证明仙女座星云是由恒星构成的，并不能证明它就是银河系之外的另一个星系。因为银河系中本来就包含大量的星团，发现星团并不算是特别重大的发现。对于哈勃来说，弄清楚仙女座星云的距离才是关键。但就当时的条件来说，想要确定夜空中一个暗弱的光点到底离地球有多远，是一个几乎让人束手无策的难题。

  唯一有望解决这个难题的路径只有一个，那就是，建造更大口径的望远镜，越大越好。

  于是，海耳又出马了，他拉赞助的天赋再一次展现。他设法把著名的慈善家、钢铁大王，当时世界排名第二的富翁安德鲁·卡耐基（Andrew Carnegie，1835—1919）邀请到了威尔逊山天文台，然后给卡耐基进行科普。终于卡耐基被他说激动了，他爽快地答应捐出1000万美元，这在当时绝对是一笔天文数字的巨款。有时候科普对科研真的会起到关键性作用，这也是美国所有科研机构都特别重视科普的原因，因为通过科普能募集到钱啊。

  就这样，有了钱，很多事就好办了。1917年11月1日，一台全世界最大口径的望远镜落成了。英国诗人阿尔弗雷德·诺耶斯（Alfred Noyes，1880—1958）为了纪念这个时刻，在他的史诗《0天空的守望者》中写道：

  ……

  天空的探索者，科学的先驱，

  现在准备再次进击黑暗，

  并赢得新的世界。

  这台望远镜就是后来名震天下的胡克望远镜。有了它，哈勃如虎添翼，终于找到了破解测量仙女座星云距离的办法。在夜空中，有一种称为造父变星的恒星，它是一种亮度会发生周期性变化的变光恒星，造父变星的绝对光度与变光周期之间存在固定的关系，这就意味着这种恒星可以成为宇宙中的“标准烛光”。光的亮度与距离的平方成反比，如果光源的绝对光度是已知的，那么测量出视亮度就等于测量出了距离。

  哈勃用超级胡克望远镜拍摄了大量的仙女座星云照片，他从中发现了34颗造父变星。然后他用了两年多的时间耐心地绘制这些造父变星的光变周期曲线，计算出了这些造父变星的绝对光度。他再根据它们在望远镜中的视亮度，就可以计算出这些造父变星与地球之间的距离了。

  根据哈勃当时的计算，仙女座星云离我们的距离约93万光年（目前最新的数据是254万光年），远远超出了银河系的直径。仙女座星云显然不是我们银河系的成员。

  1925年，哈勃在美国天文学界的一个会议上公布了这个结果，引起了轰动。哈勃的数据极为精确，证据充分，很快就得到了公认。他几乎以一己之力拓展了人类对宇宙的认知。

  此时的哈勃和威尔逊山天文台，名声大噪，俨然就是天文学研究的引领者。而哈勃也没有停下研究的脚步，他将胡克望远镜持续对准那些遥远的星系，一个更加惊人的宇宙奥秘即将被他发现。

  哈勃经过持续的跟踪观测计算发现，除了仙女座星系以外，几乎所有的星系都在远离我们而去，这种现象称为星系退行。哈勃在计算并汇总了所有星系退行的速度后，得出结论，一个星系退行的速度与距离的比值，是一个常数。也就是说，星系都在远离我们，并且离我们越远，退行得越快。这就是大名鼎鼎的哈勃-勒梅特定律。

  除了用宇宙正在膨胀来解释这个现象，实在找不出第二个更合理的解释了。哈勃的结论一经发布，就如同捅了“马蜂窝”，整个天文学界都炸开了。今天我们都知道，宇宙膨胀理论已经得到科学界的公认。然而在当时，宇宙膨胀那绝对是一个令人震惊的观点。远在地球另一端的爱因斯坦，在听到这个消息后，也是无比震惊，他坐不住了，一定要前往美国拜会哈勃。

  令爱因斯坦震惊是有理由的。早在1916年，爱因斯坦提出广义相对论的时候，他就发现，广义相对论方程导出了一个推论，表明宇宙是动态的，要么膨胀，要么收缩，但问题是，这个推论违反了爱因斯坦的直觉。直觉和朴素宇宙观令爱因斯坦坚信，宇宙应该是稳恒态，不可能忽大忽小，一定是自己的方程中少了点什么。于是，纠结再三，他给广义相对论方程加了一个常数，这个常数称为“宇宙学常数”，以维持宇宙的稳恒态。