两个半世纪之前，就在英国天文学家赫歇耳爵士（Sir william Herschel）建造世界上第一架真正的大型望远镜之前不久，人们认识的宇宙至多只是由恒星，太阳和月亮，行星，土星和木星的几颗卫星，一些模糊的天体，以及那在夜晚天空中宛如一道淡淡的乳白色光带的星系组成。确实，英语中“星系（galaxy）”这个词源自希腊语“galaktos”，意为“牛奶”。天空还有一些模糊的天体，学术上称作星云（nebula），根据拉丁语中的云而命名——特指形状模糊不清的天体，诸如金牛座（17aums）里的蟹状星云（12rab nebula）和仙女座星云（Andromeda nebula）。仙女座星云看上去好像在仙女座的恒星中间。
赫歇耳的望远镜有一面直径为48英寸的透镜。在1789年造这么大的望远镜，可谓是空前的。望远镜由一排复杂的托架支撑和固定方向，看上去很笨重、难看，不过当他把望远镜对准天空的时候，赫歇耳能够轻易地看见无数颗恒星组成的银河。借助他那48英寸的望远镜以及一架小一些的、比较轻巧的望远镜，赫歇耳和他的妹妹卡罗琳（Caroline）编制了第一张北天区“深空”的星云表。赫歇耳的儿子约翰继承了家族的事业，对父亲和姑妈编制的北天区星云表作了补充。一次他在非洲南端的好望角逗留了很长时间，收集了在南半球能够观测到的大约1700个模糊天体。1864年，约翰绘制了一张囊括当时已知的深空天体的综合图表《星云和星团总表》，共涵盖了5000多个目标。
虽然有那么大量的资料，当时却没有人知道星云的真实情况，它们与地球的距离以及互相之间有什么差异。尽管如此，这份1864年的星云表还使人们有可能从形态学上将星云分类——就是说，根据它们的形状来分类。按照棒球裁判员“眼见为实”的裁判传统，天文学家将旋涡状的星云命名为“旋涡星云”，那些略微有些椭圆形的星云称作“椭圆星云”，而各种形状不规则的星云——既不是旋涡状的也不是椭圆形的称为“不规则星云”。最终，他们把看上去小而圆的、像望远镜里看见的行星那样的星云称为“行星状星云”（planetary nebulae），这一点始终让天文学的新手困惑不解。
在历史上大多数情况中，天文学始终都是很直白的，采用描绘的方式调查，很像植物学家采用的方法。利用他们那冗长的恒星和模糊天体的目录表，天文学家搜寻天体的图形，并根据它们进行分类。这也是相当明智的一步。大多数人从童年时代起，甚至不用人教就会根据形状和外观把事物归类。不过，这种方法也就到此为止。赫歇耳以及他妹妹和儿子始终认为，在夜晚的天空，他们观测的许多模糊不清的天体，看上去都只是大小几乎相等的斑点，所以这些天体离开地球的距离大致相等。这样把所有的星云按照相同的规则分类，既简单明了也很科学。
问题在于，认为所有的星云都在相等的距离上的设想后来证明是大错特错了。大自然难以捉摸，甚至很狡猾。要认清事物的本质，有时要走很多弯路。赫歇耳他们分类的星云中有一些并不比恒星更遥远，因此它们相对说来比较小（假如一万亿英里可以被看做“相对说来比较小”的话），而其他一些则被证明要远得多。如果它们在天空看上去与那些距离我们较近的模糊天体差不多大的话，它们的体积实际上必定要大很多很多。
实际得到的教训是：有时候，不能只凭看上去像什么，而是要弄清楚它究竟是什么。幸运的是，19世纪末，科学技术的进步使得天文学家能够做到这一点，远远超出了仅仅只是分辨宇宙里的天体。这一转变导致了天体物理学的问世，它把物理法则有效地应用于天文研究。
就在约翰·赫歇耳发表他内容广泛的星云表的同一时期，一种新的科学仪器——分光镜也被用来搜寻星云。分光镜的主要功能是把光分解成光谱。由于一种称作多普勒效应的现象，这些色彩以及它们所具有的特征，不仅揭示了光源的化学成分，而且也揭示了光源正在朝向地球或者远离地球运动。
分光镜的使用揭示了极其重要的情况：旋涡星云正好位居银河系的外缘，几乎全都极快地向着离开地球的方向运动。与此相反，所有的行星状星云以及大多数不规则形状的星云运动速度都相对较慢，有些朝向地球移动，有些则离我们而去。难道在银河系的中心曾经发生过什么灾难性的爆炸，单单把旋涡星云抛出去？如果真是这样，为什么它们一个也没有落回来呢？是我们正好在特定的时间捕捉到了那场大灾难的情景？尽管摄影技术在进步，胶片感光速度更快，天文学家因此能够测定更加暗淡的星云的光谱，但是大逃离在继续，这些问题仍然没有答案。
天文学上大多数的进步，就像其他科学上的进步一样，大都受到更先进技术面世的驱动。20世纪20年代伊始，另一项关键的仪器问世了——位于加利福尼亚州帕萨迪纳（Pasadena）附近的威尔逊山天文台的那架强大的胡克望远镜（Hook Telescope）。1923年，美国天文学家哈勃（Edwin P.Hubble）使用这架望远镜（当时世界上最大的望远镜），在仙女座星云里面，发现了一种特殊类型的恒星，一颗造父变星（Cepheid vatiable）。各种类型变星的亮度都是根据人们详熟的方式改变的。造父变星是根据其原型（仙王星座里的一颗恒星）命名的。这类变星非常璀璨明亮，可以在非常遥远的地方看见它们。由于其亮度的变化周期可以辨认，细心的观察者只要耐心观察并持之以恒，就可以发现许多新的造父变星。哈勃在银河系里发现了好几颗这种造父变星，并且估算了它们的距离。他惊讶地发现在仙女座星云里面发现的造父变星要比其他的暗淡得多。
这颗新发现的造父变星以及它所在的仙女座星云之所以看上去如此暗淡，最可能的解释是，因为它们的距离要比银河系里的造父变星遥远得多。哈勃意识到仙女座星云所处的位置距离我们如此之遥远，根本不可能是仙女座星云里面的恒星，也不可能在银河系里什么地方，……不可能是在银河系的一场灾难中像它的旋涡状星云姐妹那样一起被踢出去的。
这种推论令人惊诧。哈勃的发现证明旋涡星云完全是自成体系的恒星系，就像我们银河系一样无比巨大，蕴含着无数颗恒星。用哲学家康德（Immanuel Kant）的话来说，哈勃证明在我们的星系之外有许多“岛宇宙（island universes）”，因为仙女座星云里的天体仅仅是已知的旋涡星云表上的第一个。实际上，仙女座星云应该是仙女座星系。
到了1936年，哈勃已经凭借胡克望远镜和其他大型望远镜辨认和拍摄了足够多的岛宇宙，他决定也尝试从形态上分类。他对星系类型的分析基于未经检验的假设，即星系从一种形状到另外一种形状的不同变化表明星系从生到死的演化阶段。在他1936年发表的那本著作《星云世界》中，哈勃根据一个形状像音叉的图形对星系进行分类，把不同形状的星系放在图上。音叉柄代表椭圆星系，较圆的椭圆星系在柄的远端，而扁平的椭圆星系在两个叉的交点附近。沿着其中一根叉是普通的旋涡星系：那些最靠近音叉柄的旋涡星系的旋臂非常紧密地缠绕在一起，而那些越靠近叉端的星系的旋臂则越来越松散。而沿着另外一根又是那些中央部分呈现出一根直“棒”的棒旋星系。除了中间的直棒，棒旋星系与普通的旋涡星系相像。
哈勃想象星系的生命始于较圆的椭圆形，在成形的过程中逐渐变得扁平，最终呈现出旋涡结构。这个旋涡状结构随着时间的推移，缓缓地显露出来。哈勃的想法很有才气，很美妙，甚至很优雅，却显然是错误的。在这个构想中不仅所有类型的不规则星系被忽略了，而且天体物理学家以后发现，每个星系里面最古老的恒星的年龄大致相同，这就是说，所有的星系都在宇宙史上的同一时期诞生。
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