恒星在太空中的运动都可以分为两部分：一是横越我们视线的运动，即“横向运动”，它可以由恒星的“自行”计算出来；二是朝向或离开我们的运动，称为“视向运动”。它可以根据光谱线的位移确定。对于不同的恒星，这两种运动的组合情况当然会有所不同。
丹麦天文学家赫兹普隆研究了某一星团中不同造父变星的光谱，测定了它们的视向运动速度，然后求出其平均值。他又观测了这个星团中恒星的微小“自行”，并且假定造成这些“自行”的平均横向速度就等于平均视向速度。于是就可以计算出星团中的恒星必须离我们多远才会呈现出如此微小的“平均自行”。
就这样，赫兹普隆确定了某些造父变星的距离。沙普利将这种测量体系应用于球状星团，在1920年得出结论：这些球状星团集中在一个中心点周围。
这个中心点正是银河系的中心。20世纪30年代，人们确定银河系的跨度达100000光年，由数以千亿计的恒星组成。太阳不是处于银河系的中心，而是在它的外围。球状星团在天空中的分布之所以看起来偏于一边，乃是由于我们自己在银河系中偏于一边的缘故。
在群星之间存在着许多气体和尘埃。它们像雾一样吸收着光线，使人们看不见它们背后的恒星。这种气体一尘埃云散布在整个银河系内。它们使我们无法看见银河系的中心，当然也更无法看见银河系中心彼侧的那些部分。这便是银河在各个方向上看起来几乎都一样亮的原因。多亏了球状星团，才使我们即使看不见，也还能推知整个银河系的巨大范围。今天的测量精度比20世纪30年代又有了很大的进步，现在我们知道：银河系的直径约为85000光年，太阳差不多正好位于银河系的对称平面上，与银河系中心相距约27000光年。