正如我们刚才讨论的，在广袤的太空中，银河系并不是唯一的一群恒星。通过望远镜我们发现，遥远的宇宙深处还有很多类似银河系的巨型恒星团，其中最近的一个我们的裸眼甚至都能看见，它就是著名的仙女座星云。我们眼中的仙女座星云是一个模糊黯淡的长条状小星云，照片VIIA和VIIB上面显示的就是两个这样的天体群，它们分别是后发座星云的侧视图和大熊座星云的俯视图。我们注意到，就像银河系呈镜片状一样，这两个星云也拥有特殊的螺旋结构，因此我们称之为“旋涡星云”。很多迹象表明，银河系应该也是个旋涡星系，但身在其中的我们很难完全确定它的形状。事实上，我们的太阳很可能位于“银河系大星云”某条旋臂的末端。[121]

很长一段时间里，天文学家一直没有意识到，这种螺旋状星云其实是类似银河系的巨型恒星系统。他们误以为这些天体和猎户座的普通弥散星云一样，都是银河系内部飘浮在恒星之间的大团尘埃云。但是后来他们发现，那些雾蒙蒙的螺旋状天体其实根本不是雾，而是亿万颗独立的恒星。通过最先进的望远镜，我们可以看到那些小点。但这些恒星实在太远了，我们无法利用视差位移测量它们的实际距离。

难道我们测量天体距离的征途只能止步于此？不！在科学的国度里，如果你遇到了无法克服的难题，那困难往往只是暂时的；随着时间的推移，我们早晚能想出办法，继续前进。对于眼下这个难题，哈佛大学的天文学家哈洛·沙普利（HarlowShapley）找到了一把能够测量遥远恒星距离的新“尺子”，它就是所谓的脉动恒星，或者说造父变星。[122]

夜空中的恒星多不胜数，其中大多数恒星只会默默发光，但某些恒星的亮度会按照一定的规律变化，它们从明到暗，然后由暗复明，如此不断循环。这些巨型天体的脉动像心跳一样富有节律，它们的亮度也会随脉动发生周期性的变化。[123]个头越大的恒星脉动周期越长，就像钟摆越长就摆得越慢。特别小的造父变星（以恒星的标准而言）只需几个小时就能完成一个周期，而那些巨无霸的脉动周期可能长达数年。越大的恒星当然就越亮，所以造父变星的脉动周期和平均亮度之间存在明显的联系。有的造父变星离我们很近，所以我们可以直接测量它们的距离，进而推算它们的实际亮度；借助这座桥梁，我们可以算出这种类型的恒星脉动周期和亮度之间的一般关系。

现在，如果你发现了一颗距离超过视差位移法测量上限的造父变星，那么你只需要通过望远镜观察，记下它的脉动周期，进而算出它的实际亮度；再比较一下你观察到的亮度和它的实际亮度，你马上就能知道它离你有多远。利用这种巧妙的办法，沙普利成功地测量了银河系内那些非常遥远的距离；估算银河系大体尺寸的时候，这种方法也特别有用。

沙普利试图用同样的办法测量仙女座星云内几颗造父变星和我们之间的距离，结果却吓了一大跳。当然，这几颗恒星到地球的距离就是仙女座星云到地球的距离，根据沙普利的计算结果，它们距离地球足足有1,700,000光年——这个数比我们估算的银河系直径大得多。于是我们发现，仙女座星云其实只比银河系小一点点。前面那两张照片里的星云距离我们更远，实际上它们的直径和仙女座差不多。

这个发现直接推翻了天文学家之前的假设，原来仙女座旋涡星云并不是银河系内部的“小家伙”，而是类似银河系的独立恒星系统。如果某颗行星围绕着大仙女座星云亿万恒星之中的一颗旋转，那么这颗行星上的观察者看到的银河系应该和我们眼中的仙女座星云差不多，现在应该没有哪位天文学家会怀疑这一点。