目前為止，天文學家找到的距離最遠的天體，已經接近可觀測宇宙的邊緣，即100多億光年之遙。但宇宙這麼大，這麼遠的距離，天文學家是如何測量出來的呢？
20世紀初雷達發明以後，通過發射無線電脈衝，然後接收其遇到物體後反射的回波，可以準確測量目標天體的距離。因此，雷達測距法已成為測量太陽系內某些天體距離的基本方法之一。但是，當距離增大到一定程度時，電磁波就會很弱，無法有效返回。那麼，當我們需要測量更遠的天體，雷達測距無法達到時，應該怎麼辦呢？
對於更遠的天體，天文學家有更多、更奇妙的測距方法。測量星系距離的一個常用標尺是有“量天尺”之稱的“造父變星”，它們是一類特殊的恆星，亮度變化週期與自身光度直接相關。
1784年，英國天文學家古德里克在研究仙王座恆星時，發現恆星造父一的亮度會有規律地變化。他觀察到造父一的光度週期是5.37天。它們的光變週期與其絕對亮度有很好的相關性：光變週期越長，絕對亮度越大。天文學家將類似的變星稱為造父變星，並利用它們光度變化週期與光度的關係（周光關係）來測量它們的距離。
隨著望遠鏡技術的發展，以哈勃空間望遠鏡為首的設備，可以觀測到一些距離我們比較近的星系中的此類變星的亮度變化週期。利用周光關係，就可以計算這些變星的絕對亮度，並進一步比較準確地獲得這些恆星所在星系與我們的距離。
如果把視線往更遠處延伸，我們已經很難看到恆星所發出來的微弱光芒。天文學家找到了比恆星亮數十億倍的天體：超新星。其中比較特殊的一類，即Ia型超新星由於特殊的爆發機制，具有大致相同的亮度，只是因為距離不同而看起來明暗不一。天文學家把它們作為標準燭光，測量更加遙遠的距離。
前面說到，造父變星有“量天尺”之稱，是亮度會發生週期性變化的一類恆星，可用於測量星系的距離。Ia型超新星則是一類爆發的恆星，其亮度基本恆定，所以在天文學上也可以被當作“標準燭光”，用於計算遙遠星系的距離。
宇宙中的距離都太龐大了，1光年是光在一年走過的距離，而宇宙中的尺度都是成千上萬光年，那麼當“造父變星”和“標準燭光”法都沒辦法準確測量的時候我們又該用什麼辦法呢？
觀測顯示，所有的星系都在遠離我們，並且距離我們越遙遠的星系遠離的速度越快，這就是著名的哈勃定律，它背後的本質是宇宙的膨脹。星系遠離我們的速度越快，其波長的拉昇程度越明顯，在光譜中的表現便偏向紅端，被稱作“紅移”。那麼基於哈勃定律，可以
