Як уже неодноразово наголошувалось, однією з найважливіших проблем в астрономії є визначення відстаней до космічних об’єктів. Починаючи з 20-х років XX ст., цю проблему щодо галактик майже розв’язано: дотепер розроблено більше 10 методів визначення відстаней до них.
Першим із цих методів – за спостереженнями цефеїд – скористався Е. Габбл у 1924 р. На околицях галактики М31 (а невдовзі ще декількох) він виявив цефеїди, зумів визначити періоди зміни їхнього блиску, а потім встановити відстані до них.
У далеких галактиках намагаються зареєструвати спалахи нових і особливо наднових зір у момент максимуму їхнього блиску. Покладаючи, що потужності цих об’єктів (явищ) однакові у всіх галактиках, за їхніми видимими величинами встановлюють відстані. Після цього за кутовими розмірами визначають і лінійні діаметри галактик.
Порівнюючи зміщення спектральних ліній у різних частинах галактики (або за розширенням ліній у спектрі), встановлюють факт її обертання навколо своєї осі, а для зір, що перебувають на околицях галактик – швидкості обертання навколо центра мас системи. Ці дані використовують для визначення мас галактик.
Як виявилося, і наша Галактика, і Туманність Андромеди входять до числа найбільших за масою, світністю і кількістю зір
Спостерігаючи гравітаційну взаємодію планет і зір, астрономи звернули увагу на своєрідну ієрархічну структуру руху космічних тіл:
Наша Галактика й галактика М 31 входять до Місцевої групи галактик. Найбільші скупчення галактик спостерігаються у сузір’ях Діви та Волосся Вероніки. У цьому напрямку астрономи відкрили своєрідну Велику стіну, де на відстані 500 млн св. років виявляється значне збільшення кількості галактик у порівнянні з іншими напрямками.
Окремі галактики взаємодіють між собою, навіть відбуваються їхні зіткнення, коли одна галактика поглинає іншу, – спостерігається своєрідний галактичний «канібалізм». На останній, четвертій, ступені ієрархічної структури скупчення галактик майже не взаємодіють між собою, тому не виявлено якогось спільного центра, навколо якого могли б обертатися мільйони галактик.
Ще однією характерною рисою розподілу галактик у просторі є те, що вони розміщені у Всесвіті у великому масштабі не хаотично, а утворюють дуже дивні структури, які нагадують величезні сітки з волокон. Ці волокна оточують гігантські, відносно пусті області – порожнечі. Деякі порожнечі мають діаметр 300 млн св. років – на сьогодні це найбільші відомі утворення у Всесвіті. Імовірнішим поясненням цієї волокнистої структури Всесвіту є те, що галактики у просторі розташовані на поверхні величезних бульбашок, а порожнечі є їхньою внутрішньою областю. З поверхні Землі нам тільки здається, що галактики розташовані подібно до намиста, яке нанизане на волокнах, бо ми їх бачимо на обідках величезних космічних бульбашок. Найбільшим із таких космічних волокон у структурі галактик і є Велика Стіна завдовжки 600 млн св. років і завширшки 200 млн св. років.
Просторова модель Всесвіту нагадує шматок пемзи, який у цілому має однорідну структуру, але окремі об’єкти мають порожнини.
«Рада Гігінтів (пунктир) - 25 млн св.років, Місцевий Аркуш», або «Місцева Група», довжина якої близько 34 мільйонів світлових років (суцільне кільце), а товщина - всього лише близько 1,5 мільйони світлових років.
Місцева група Галактик — скупчення галактик навколо нашої галактики Чумацький Шлях, до якого входить близько 30 галактик. Наймасивніші з групи — Чумацький Шлях, Галактика Андромеди та Галактика Трикутника. Перші дві мають системи галактик-супутників. До системи супутників Чумацького Шляху належать Мала і Велика Магелланові Хмари.
Скупчення галактик у сузір’ї Діви — найближче до Землі
Місцеве надскупчення галактик
Дослідження розподілу скупчень і над скупчень галактик у великих об’ємах простору впродовж останніх 50 років дозволило космологам створити великомасштабну модель Всесвіту. Згідно з цією моделлю, Всесвіт має комірчасту структуру, тобто складається з велетенських порожнин (їх називають войдами), схожих на бджолині стільники, що дотикаються один до одного. Скупчення й надскупчення галактик, зібрані у волокнисті структури, «нитки», завдовжки в десятки мегапарсек, утворюють своєрідні «стіни», які охоплюють порожнини. Та насправді порожнини — не зовсім порожні. Тепер відомо, що там, де ми бачимо начебто пустий простір, присутня темна матерія, природа якої досі невідома.
Великомасштабна структура Всесвіту як вона виглядає з нашої Галактики за даними огляду SDSS. Яскравість кожної точки відображає щільність розподілу галактик на відповідному напрямку у перетинах постійної товщини (10 Мпк), які послідовно змінюються. У міру переходу до віддаленіших ділянок лінійний масштаб зображень зростає, а видимий розмір структур, як здається, зменшується. Яскрава пляма в нижній частині картини — Велика Стіна Слоуна.