牛頓科學地解釋了光譜現象，卻又認為這是永遠無法糾正的。由此，使人聯想到在量子力學領域有過重大發現，卻又得出錯誤結論的愛因斯坦。對此，有人很快提了質疑。蘇格蘭數學家格雷戈裏問：眼睛就是一塊透鏡，為什麼就沒有造成色差？
英國律師兼數學家霍爾設計把兩塊透鏡組合在一起，從而成為一個雙凸透鏡，使光彙聚到焦點，而不致使顏色光散開。他把這個新裝置叫作消色差鏡。1733年，霍爾終於製出了物鏡直徑為6.5厘米，鏡身僅長50厘米的消色差折射望遠鏡。這才宣告了短鏡身望遠鏡時代的真正來臨。
消色差望遠鏡雖然消除了色差，但當時的技術條件隻能製造出直徑10厘米的透鏡，而透鏡的大小則決定了星空觀測者的視界。直到1744年，英國天文學家威廉·赫歇爾製造出一塊直徑為45厘米的反射鏡，並把它裝到一架6米長的望遠鏡裏，並於1781年發現了太陽係的第七大行星——天王星。這是伽利略首次把望遠鏡用於天象觀測後，用望遠鏡發現的第一顆行星。
1786年，赫歇爾決定製造一架反射鏡口徑為122厘米，鏡身長12.2米的大型望遠鏡。為此，英王喬治三世捐贈了2000英鎊。1786年，這架巨大的望遠鏡終於豎立起來，猶如一尊重型大炮直指天空，從此揭開了望遠鏡巨型化的新紀元。巨型望遠鏡寬廣的視野，使人們可以同時觀測足夠多的恒星，從而把人類的目光引出了太陽係，引向了整個宇宙空間。1805年，赫歇爾就提出了太陽以每秒17.5千米的速度朝武仙座方向運動的論斷。這一結論是革命性的，在伽利略、開普勒、牛頓之後，闡明了太陽和太陽係在銀河係中的運動，從而宣告了太陽不是宇宙的中心。
現代望遠鏡技術的發展，以美國1895年製造的巨型望遠鏡為開端。這架望遠鏡用一塊101厘米直徑、230千克重的透鏡裝在18米長的鏡身裏，整座望遠鏡的重量達到18000多千克。20世紀20年代，施密特又將反射望遠鏡和折射望遠鏡兩者的長處加以綜合，提出一種新式巨型望遠鏡的方案。1930年，第一架施密特望遠鏡問世，它令人吃驚地增加了大型望遠鏡的效能，可用於寬視場的巡天工作，配合新發明不久的望遠鏡照相機，取得了多達100萬顆星象和10萬個以上星係的照片。
1910年，芝加哥大學天文學係畢業了一位名叫哈勃的學生，這個在未來天文學界將獨樹一幟的人物，卻收拾行裝去英國改學法律，並於1913年回國在肯塔基州從事法律工作。第一次世界大戰爆發的1914年，他又突發奇想，回到天文學界並獲得博士學位。1919年，他進入威爾遜山天文台工作三十多年，直到離開這個世界。他是星係天文學的開創者。就像人類社會存在著人、家庭、鄉鎮、城市和國家之類的組織，宇宙中也存在著相似的階層構造：星球、星團、星係、星係團、超星係團。將人類維係在一起的有多種多樣的因素，而把宇宙間的眾多天體維係在一起的，卻隻有一種力量——引力。大約100個星係構成星係團，它們之間完全靠彼此間的重力吸引而保持著聚合狀態。每一個天才的天文學家把眼睛離開望遠鏡時，都會告訴他們的同行些什麼，伽利略是這樣，牛頓是這樣，哈勃也是這樣。
被哈勃窺破的最大的宇宙秘密是紅移，那是光所透露出的秘密。這種光線在另一雙眼睛裏根本就不算什麼，那不過是幾束略略有些變化的光罷了，但哈勃告訴我們，那是星球在離我們遠去，雖然我們不知道它們將去到哪裏。但我們從此知道，從無限擴展的空間裏，我們也能看到時間。一個超新星爆發的光芒到達地球時，光已經很冷很冷了，因為它已經在茫茫天宇裏旅行了數十萬年，那就是過去的時間；而一些星星正在死去，那就是我們太陽係將來的時間。