在20年代，当天文学家开端察看其他星系中的恒星光谱时，他们发明了某些最奇特的征象：它们和我们的银河系一样具有接收的特性线族，只是统统这些线族都向光谱的红端挪动了一样的相对量。为了了解其含义，我们必须起首了解多普勒效应。正如我们已经看到的，可见光由电磁场的起伏或颠簸构成。光的波长（或者相邻波峰之间的间隔）极其藐小，约为0.0000004至0.0000008米。光的分歧波长恰是人眼当作分歧色彩的东西，最长的波长呈现在光谱的红端，而最短的波长在光谱的蓝端。现在想像在分开我们牢固的间隔处有一个光源――比方一颗恒星――以牢固的波长收回光波。明显，我们领遭到的波长和发射时的波长一样（星系的引力场没有强到足以对它产生较着的效应）。现在假定这恒星光源开端向我们活动。当光源收回第二个波峰时，它分开我们较近一些，如许两个波峰之间的间隔比恒星静止时较小。这意味着，我们领遭到的波的波长比恒星静止时较短。呼应地，如果光源分开我们活动，我们领受的波的波长将较长。这意味着，当恒星分开我们而去时，它们的光谱向红端挪动（红移），而当恒星趋近我们而来时，光谱则被蓝移。这个称作多普勒效应的频次和速率的干系是我们平常熟谙的。比方听一辆小汽车在路上驶过：当它趋近时，它的发动机的调子变高（对应于声波的短波长和高频次）；当它颠末我们身边而分开时，它的调子变低。光波或射电波的行动与之近似。
埃德温・哈勃用上述体例算出了9个分歧星系的间隔。现在我们晓得，我们的星系只是用当代望远镜能够看到的几千亿个星系中的一个，每个星系本身都包含有几千亿颗恒星。从糊口在其他星系中的人来看我们的星系，想必也近似这个模样。我们糊口在一个宽约为10万光年并渐渐扭转着的星系中；在它的螺旋臂上的恒星环绕着它的中间公转一圈约莫破钞几亿年。我们的太阳只不过是一颗平常的、均匀大小的、黄色的恒星，它位于一个螺旋臂的内边沿四周。我们分开亚里士多德和托勒密的看法必定相称远了，当时人们以为地球是宇宙的中间！
1965年，美国新泽西州贝尔电话尝试室的两位美国物理学家阿诺・彭齐亚斯和罗伯特・威尔逊正在检测一个非常活络的微波探测器。（微波正如光波，但是它的波长约莫为1厘米。）他们的探测器收到了比料想的还要大的噪声。彭齐亚斯和威尔逊为此而忧愁，这噪声不像是从任何特别的方向来的。起首他们在探测器上发明了鸟粪并查抄了其他能够的毛病，但很快就解除了这些能够性。他们晓得，当探测器倾斜地指向天空时，从大气层里来的任何噪声都应当比本来垂直指向时更强，因为从靠近地平线方向领受比起直接重新顶方向领受，光芒要穿过量很多的大气。但是，不管探测器朝甚么方向，这分外的噪声都是一样的，以是它必然是从大气层以外来的。并且，它在白日、夜晚、整年都是一样，固然地球环绕着本身的轴自转或环绕太阳公转。这表白，这辐射必须来自太阳系以外，乃至星系以外，不然，本地球的活动使探测器指向分歧方向时，噪声就会窜改。