然而，哈勃的测量方法无法保证得到较为精确的结果，后来人们发现了气体吸收谱线的红移现象，从此，这个被称为多普勒效应的现象使我们握有了测量星系的理想工具，帮助我们拓宽了认识宇宙的视野。

一个炽热的天体（比如一颗恒星）发出的光具有典型的光谱分布特征，天体表面温度从低到高，颜色从红色逐渐趋向蓝色。例如，太阳表面的温度大约为6000℃，发出的光主要分布在我们眼睛可见的区域，合成在一起的颜色被我们定义为“白色”；天狼星表面温度大约为10000℃，它发出的光则趋向于淡蓝色。恒星发出的光要到达地球必须穿过恒星的大气层，这就导致了发出的光的光谱中某些颜色成分的减弱，光谱的吸收与所遇到的特殊的气体构成有密切的关系。

人们发现，在那些离地球较近的恒星上和在地球上一样，每种气体吸收同样精确的光谱成分（换言之，在太空中物理和化学定律并未发生变化）。应该说，正是由于这种情况，通过观察各种气体特有的吸收谱线，我们就能确定每一颗恒星大气层气体的构成。然而，如果研究遥远的恒星，就会出现一个不寻常的事实：同一种气体呈现的吸收谱线位置向红色方向移动，恒星的距离越远，红移就越大。这就是著名的多普勒效应。这种效应表明，宇宙正在膨胀，因为星系正在相互远离。另外这种效应还可以帮助我们估算远离的速度。