בשנת 1912, החל האסטרונום וסטו סליפר (Vesto Slipper) פרויקט מדידה ספקטרום של מה שנקרא אז ערפיליות ספירליות. עברו עשר שנים עד שאדווין האבל הוכיח שהערפיליות הספירליות הן למעשה מערכות כוכבים רחוקות מאד מגלקסית שביל החלב. סליפר עבד במצפה לואל תחת הנהגתו של פרסיוואל לואל, שעליו יתכן ששמעתם מהספקולציות המפורסמות שלו על "התעלות" במאדים. סליפר ניסה למדוד את הסיבוב של הערפיליות בעזרת ספקטרוגרף חדש ויעיל. הוא קיווה לראות עדויות לסיבוב באמצעות אפקט דופלר – האור הופך כחלחל מקצה הערפילית הנע לעברנו, והאור מהקצה המתרחק מאיתנו הופף אדמדם. הוא אכן הבחין בשינויים באורך הגל כפי שציפה. בדומה לאור שביל החלב כך מהירות האור מהערפיליות הלולייניות אינה אחידה אלה נפרשת על כמה מאות קילומטרים לשנייה בשל סיבוב הדיסק. עם זאת, סליפר נתקל גם בהפתעה גדולה: רוב הערפיליות הלולייניות עברו הסחה לאדום, כלומר הן התרחקו מאיתנו במהירות מדהימה.
באדיבות וויקפדיה
בתחילת שנות העשרים של המאה העשרים מדד סליפר ספקטרום של ערפיליות ספירליות רבות. בנוסף לראיות לסיבוב, ציין סליפר כי 21 מתוך 25 הספקטרה שמדד עברו הסחה לאדום, במהירות של עד אלף קילומטרים לשנייה. המהירויות הגבוהות היו מפתיעות. כמה מן הערפיליות נעו במהירות של למעלה ממיליון קמ"ש! הדומיננטיות של ההסטות לאדום היתה מפתיעה עוד יותר. אם ההסטות לאדום נבעו מאפקט דופלר, אז כמעט כל הערפיליות היו מתרחקות זו מזו ומשביל החלב.
האם ענני הגז נפלטו משביל החלב? או שמא היו מערכות של כוכבים שנסוגו מן הגלקסיה שלנו? אדווין האבל עשה את הצעד החיוני הבא על ידי מדידת מרחקי ערפילית ספירלית באמצעות כוכבי משתנה מסוג קפאיד (Cepheid). ב- 1929 הצליח האבל לשלב את מדידות המהירות של סליפר עם מדידות המרחק שלו עבור עשרות גלקסיות. הגלקסיות זוהו כמערכות כוכבים מרוחקות, ולא חומר נפלט מהגלקסיה שלנו. זו היתה תגלית רבת חשיבות. שביל החלב לא היה היקום. היקום הכיל מערכות כוכבים רבות, והאבל הראה שהוא היה גדול פי כמה מכפי מישהו העלה בדעתו.
כאשר בוחנים את היקום מעבר לגלקסיית שביל החלב, האסטרונומים משתמשים ביחידת מרחק המתאימה יותר למרחקים העצומים בין הגלקסיות. מיליון פארסק (Mpc) או אלף פארסק (kpc) – שימו לב לשימוש בקידומת מגה, המשמשת בכל מערכת המידות לציין 106. מגה-פארסק הוא מרחק השווה ל- 1019 × 3 ק"מ! התבוננות בגוף הנמצא במרחק של מגה-פארסק מאיתנו שקולה לתצפית בעבורו של הגוף מלפני כ- 3 מיליון שנים. גלקסיות במרחק של 1 מגה-פארסק נעות במהירות של עד 1000 ק"מ לשנייה מאיתנו. ארבע גלקסיות חרוגות – בעלות מהירות שלילית (מתקרבות אלינו) – הן גלקסיות הקשורות בכוח המשיכה אל הקבוצה המקומית, שבה חברה גם גלקסיית שביל החלב. ככל שגלקסיות רחוקות יותר הן מתרחקות מהר יותר מאיתנו. המתאם בין מהירות ההתרחקות, או היסט לאדום, ומרחקן מאיתנו הוא אחד מיסודות של הקוסמולוגיה המודרנית.
תגליתו של האבל, קשר בין מרחק הגלקסיות לבין מהירות התרחקותן מגלקסיית שביל החלב, חיזקה את המוניטין שלו כאחד מענקי המדע. זו הסיבה שטלסקופ החלל התצפית הראשון נקרא על שמו של האבל. המודעות כי שביל החלב אינו אלא אחת מתוך גלקסיות רבות נותנת לנו תחושה חדשה ביחס למקומנו ביקום. האופי הבלתי-יחודי של הכוכב שלנו ושל הגלקסיה שלנו מוביל את המהפכה הקופרניקאית צעד נוסף. ניתן ליישם חוקים פיזיקאליים על פני מרחקים גדולים. האבל מצא כי כוכבים המשתנים המרוחקים מאיתנו מיליוני שנות אור מתנהגים בצורה דומה לכוכבים המשתנים בסמוך השמש. לבסוף, מדענים חייבים לעבוד עם מידע מוגבל במטרה להגדיל את הידע המדעי. כתמי אור קלושים, מטושטשים, בעיקר חלשים מכדי לראות בעין בלתי מצויידת, התגלו כעולמות חדשים ומרתקים.
סיפור גילוי הגלקסיות ממחיש את הקשר בין החלקים השונים של המדע. חלק מהמוניטין של האבל נובע מכוח אישיותו. היה לו ביטחון עצמי עליון שלעתים קרובות גבל ביהירות. למען האמת, הצלחתו של האבל היתה תלויה בשילוב עבודות מחקר של אסטרונומים אחרים. סליפר היה הראשון שגילה שלרוב הגלקסיות יש היסט לאדום, אבל לא היתה לו שום דרך למדוד את המרחקים. היתה זו הנרייטה ליוויט שהראתה לראשונה את היחס בין זמן המחזור של קפאידים לבין עוצמת ההארה שלהם, והארלו שאפלי הוא שהחל את השימוש בקפאידים כמחווני מרחק. האבל נהנה מהאנרגיה היזמית של ג'ורג 'אלרי הייל, שבנה את הטלסקופים הגדולים שנדרשו לביצוע מחקר אסטרונומי במרחקים כה גדולים. האבל לא היה תצפיתן מיומן. הוא התבסס במידה רבה על כישוריו של מילטון הומסון במצפה הר וילסון. הומסון התחיל כנהג פרדות במהלך בניית מצפה הכוכבים בהר ווילסון והוא עשה את דרכו למעלה מתפקיד השרת ועד להיותו מפעיל טלסקופ. בשנות הארבעים הפך הומסון לאסטרונום תצפיתני מומחה, והוא עבד עם האבל כצלם תמונות של גלקסיות רחוקות.