另一種從地球測量恒星距離的方法是亮度測定法。一顆恒星可能因體積大、運動活躍或距離地球較近而顯得很光亮。隻要分清星球的實際亮度和視覺亮度，就能從光亮度上準確測出恒星與地球之間的距離。20世紀初，天文學家按波長區分星球光亮，製成了光譜。他們發現，不同的恒星各有其不同的光譜特性。用分光鏡研究恒星的光譜，就能斷定這顆星的冷熱程度。這有助於天文學家辨別貌似暗淡的小星是否是遙遠的活躍的巨星。隻要把一顆星的光與另一顆已知距離、活躍程度相似的星進行比較，就能測量出這顆星與地球之間的距離。
20世紀初，大多數天文學家都認為銀河係就是整個宇宙，銀河係之外什麼也沒有。可是，當精度更高的天文望遠鏡誕生以後，這種看法被證明是錯誤的。過去觀測所見的那些暗淡模糊的斑點，其實是其他的星係，有的與銀河係不相上下，有的則更龐大。20世紀20年代，美國天文學家埃德溫？哈勃在加利福尼亞州的威爾遜山用當時世界上最大的反射式望遠鏡研究銀河係外的星係。他分析了這些星係的光譜，發現各種譜線的波長都移向紅色一端。這種現象叫做紅移，說明那些星係正在向遠處飛離。波長的改變是多普勒效應的作用，與疾駛而去的汽車喇叭聲調的變化具有同樣道理。由於宇宙在不斷膨脹，星係距我們越遠，紅移越大。換言之，越遠的星係，其飛離我們的速度也越快。哈勃據此提出了“哈勃定律”，確定了計算行星運行速度的天文學計量單位一“哈勃常數”。但是，用哈勃常數作為測量尺度有一個問題，即無人知道它有多長。
這就是為什麼天文學家寫學術論文時幾乎從來不用光年來說明某個遙遠的星係有多遠。
關於宇宙膨脹的速率，天文學家們的看法並不一致。最保守的估計是，距離增加百萬光年，則速度每秒鍾增加16.1千米。即一個距我們5億光年的星係將以每秒8046.72千米的速度遠離地球。有些天文學家估計的速率比這個數字還要大一倍。按照第一種估計，宇宙中最遙遠的天體距離地球約有100億光年；而按第二種速率計算，則宇宙邊緣距離地球達200億光年之遙。
哈勃常數隻能在太陽係以外的太空裏測定。在那裏，膨脹速度非常大，任何局部影響都變得微不足道。不幸的是那裏距離我們地球太遠，往往有數億年。
如果天文學家能夠找到一支“標準蠟燭”，即某個類星體，其亮度穩定，非常明亮，橫跨半個宇宙都可以看到，目麼這個問題便可迎刃而解。但是迄今為止，大家公認可通用於整個宇宙的“標準蠟燭”尚未找到。因此，天文學家運用這一基本方法時往往采取一種分步方式，這就是設立一係列“標準蠟燭”，每一步隻起測定下一步的作用。
近年來，三種不同的“標準蠟燭”，即近紅外線觀測造父變星、行星狀星雲和麻省理工學院的約翰？托裏的成片星係，都使人趨向於認為宇宙很年輕，有110億—120億年。
但是，還不能說這便是標準答案，至少有另外三個天文學家小組得出了不同的結果。其中的一個小組是以哈佛大學天文學係主任羅伯特？柯什納為首，他們得出的結論是：宇宙並不是那麼年輕，可能有150億年。
傑奎琳？休特和她的學生們以及普林斯頓大學的埃德？特納則測定宇宙有240億年。總而言之，時至今日，宇宙有多大這個問題還遠遠未能解決。
宇宙誕生於“虛無”嗎
“從既不存在時間、空間、物質，也不存在能量的虛無中，宇宙通過/隧道效應’突然誕生了。剛剛誕生時的宇宙直徑隻有10—32厘米（羅唆一點說，當時的宇宙直徑隻有1厘米的1萬億分之一的1萬億分之一的100億分之一），由於真空能的作用，剛剛誕生的小宇宙迅速膨脹，很快演化為巨大的宇宙。”一這就是現代宇宙理論所描繪的宇宙誕生圖景。
人類也許在能夠思維的遙遠過去，就開始了對宇宙誕生之謎的求索，但是這種求索成為科學卻是在20世紀之初，著名物理學家阿爾伯特？愛因斯坦提出“廣義相對論”之後。大約在1917年前後，愛因斯坦將這一理論應用於對宇宙的研究，提出了宇宙膨脹又收縮的見解。他首先指出無限宇宙與牛頓理論二者之間存在著難以克服的內在矛盾，在原則上，根據牛頓力學不能建立無限宇宙這一物理體係的動力學。從牛頓理論和無限宇宙這兩點出發，根本得不到一個自認為正確的宇宙模型。因此，要麼修改牛頓理論，要麼修改無限空間觀念，或者二者都要修改。