Avec le télescope de 2.5m, Hubble montre que certaines étoiles de la grande nébuleuses
d'Andromède M31 sont des variables céphéides. Utilisant la loi de
Leavitt-Shapley, il détermine sa distance à 800 000 années-lumière, ce qui
place M31 hors de notre galaxie. Ainsi, Hubble met fin au long débat sur la
nature des objets diffus qu'on appellera désormais galaxies.
Soudainement les frontières de l'univers connu se trouvent repoussées de
plusieurs milliers de fois.
En 1929, Hubble analyse
les vitesses radiales des galaxies, mesurées par Slipher à partir des décalages
de raies spectrales. Il se limite d'abords aux galaxies à moins de 6 millions
d'années-lumière; il s'aperçoit que la relation vitesse-distance est
approximativement linéaire. En compagnie de Milton Humason, il étend son étude
à des galaxies distantes jusqu'à 100 millions d'années-lumière. La relation
reste une droite. Il énonce sa fameuse loi: plus une galaxie est éloignée,
plus le décalage spectral vers le rouge est grand, et donc plus elle s'éloignerait
vite.