當圍繞著他的發現還存在著激烈的爭論之時，哈勃已在努力完善他的方法了。與光譜學專家M·L赫馬森一起，哈勃通過對星係的無數次測量為距離一速度之間的相關方程提供了明確證據，並發現他們所能測量到的最遠的星係（2.5億光年）正在以每秒2600英裏的速度後退。到1936年，哈勃已經探測到了他的100英寸望遠鏡所能達到的宇宙極限。
與此同時，其他天文學家所積累起來的證據連同更大望遠鏡和更新方法所提供的證據一起，表明哈勃低估了到星係的距離。但是，新的證據也證實了距離——速度之間的關係。由於注意到了更遠星係更高的速度（時間上和空間上的距離，因為我們所觀察到的是它們遙遠的過去），天文學家得知宇宙的膨脹不隻是星係以穩定步伐後退的問題。在宇宙的早期階段，星係間相互離去的速度曾經更高，現在的宇宙膨脹實際上是從劇烈的初期擴張所延續下來的減速運動。這樣，現代科學所形成的一致意見是：宇宙不隻是在膨脹而且是在爆炸！
4.近代天文學最大的挑戰之一：繪製宇宙的結構
繪製宇宙是近代天文學最大的挑戰之一。第一、二維圖像是滿足不了科學目的的，為了理解各種宇宙的大結構之間的複雜的相互作用，天文學家不僅需要知道天體在天空的位置，還要知道這些天體之間距離的信息。
但超過一定的範圍，測定這些天體的距離是困難的。我們已經討論過測定天體距離的各種方法：對於近鄰恒星，用視差法就行了；對於銀河係內遠方的恒星，就要用比較一顆恒星的視亮度和它的絕對亮度的方法。
測定近鄰星係和星係團的距離，科學家們就要用更先進的方法，如造父變星法。在用火箭發射哈勃空間望遠鏡（Hubble Space Tele Scope，以下簡稱HST）以前，造父變星差不多被用做測定本星係群內星係距離的尺碼。HST的發射，使得用此法測量近鄰星係團的距離成為可能。
但是，仍有一些區域，造父變星顯得太暗，此技術難以應用，科學家被迫實行一些猜測的方法。例如，塔利-費希爾（Tully Fisher）關係一個關於星係的絕對亮度與其光譜中一特殊譜線（如紅光波長的）寬度之間的關係的觀測原理，有時被用來測定星係的距離。在測量宇宙的大尺度區間時，比較普遍采用的辦法是利用星係的退行速度與距離之間的哈勃定律比例關係，測量一個星係（或星係團）的譜線向紅端移動的量，觀測者就能估計該星係離我們多遠。哈勃1929年的發現即現在所說的哈勃定律告訴我們，所有遙遠的星係都在以直接與其距我們距離成比例的速度遠離我們而去。換句話說，如果某星係距銀河係的距離是另一個星係的兩倍，則我們將會發現該星係遠離我們而去的速度也會是兩倍。羅伯特·賈斯特羅（NASA戈達德研究所的創始人，現在為哈勃曾實現其絕大多數發現的威爾遜山天文台的領導者）寫到：“哈勃定律科學史上最偉大的發現之一：它是對創世紀的科學性的主要支持證據之一。”
宇宙學家用一個稱作哈勃常數的數字（通常記作H0）來表示速度/距離之間的精確關係。H0是一個很關鍵的數值，因為如果我們能夠將該數值確定下來則我們就能確定宇宙的大小和年齡。在確定哈勃常數方麵各方還沒有形成一致的意見，因此宇宙學家目前認定宇宙的年齡大致處在80～200億年之間（這也意味著宇宙的直徑有80～200億光年）。在哈勃常數還未有較可靠的值以前，該定律隻能提供相對的距離值。
用於大尺度距離測量的尺碼，從視差到造父變星到光譜方法加在一起的“雜燴”叫作宇宙距離階梯。科學家們用此階梯，一級一級地從比較熟悉的近鄰恒星爬向遠方的星係團及類星體。當新的測量棒經過考驗可用時，該階梯便被加固了一些並延伸出去，成為艱難地步步高升連接到宇宙深處的梯子。
除了距離測量問題外，當天文學家們企圖繪製可見宇宙的天圖時，還遇到另一個因難：需要探索的領域令人難以置信的廣闊，潛在的能用望遠鏡視察的空間的體積超過幾十億光年的立方1031（光年），這裏麵充斥著數百億個星係（它們中的大多數是HST近來發現的）。要做出它們的目錄，恐怕需要花費幾百年時間。
與此同時，人類一項重要的探空計劃在進行中。如哈佛一施密鬆天體物理中心（CfA）的蓋勒和赫克拉所做的是獲得可見宇宙內有代表性的截麵中的信息。打算用對這部空間的觀測結果，提供星係在宇宙中是如何分布的粗放的概念。