第一個關鍵點是亨麗愛塔·斯萬·勒維特(Henrietta Leavitt)發現了造父變星的周光關係,這個可以讓天文學家計算出變星離地球的距離。 哈勃在他1924年的發現中已經利用了這一知識,包含仙女座星系中的變星,距地球超過90萬光年 - 遠遠超出了我們自己的星系 - 這在當時對每個人來說都是一個驚喜。 憑藉這種比例和其他工具,哈勃已經發現並測量了其他23個星系,距離我們大約2000萬光年。
第二個關鍵是維斯托·斯里弗(Vesto Slipher)的工作,他在哈勃的仙女座發現之前對螺旋星雲進行了研究。這些物體發出的光可以在光譜上分裂成它的組成顏色。然後,根據光源中的元素,譜線以特定圖案出現在該光譜中。然而,如果光源正在移動,那麼這些譜線就會向光譜的紅色一段轉移。通過分析星雲發出的光,發現他們幾乎都在離開地球。維斯托·斯里弗意識到,譜線向紅端的轉移意味著天體正在迅速遠離觀察者。但是他沒有辦法測量這些紅移天體的距離。
哈勃的精彩觀測是:星系的紅移與星系和地球的距離成正比。這意味著距離地球更遠地方的天體正在加速離開我們。換句話說,宇宙一定在膨脹。他在1929年宣布了自己的發現。距離與紅移的比例是每光年距離的速度為170公里/秒,現在稱為哈勃常數。這些數字並不完全正確,測量技術和技術的改進改變了哈勃早期的所有數據。但不是基本原則。他一直致力於解決這個問題,並在整個職業生涯中收集數據。
有人認為哈勃的發現是本世紀天文學中最重要的事件。 從400年前的哥白尼開始,它改變了我們對世界的看法。 他的結果表明,宇宙正在膨脹,這支持了1927年喬治·勒梅特(Georges LeMaitre)提出的理論。一個正在膨脹的宇宙,就像大爆炸的後果,一定曾經發生過「未爆炸」,一個在時間和空間上的單一質點。