速度－距离关系，1929年哈勃发现星系的退行速度与距离成正比，这是速度与距离之间最简单的（线性的）关系。在天文学上，星系的速度和距离是不能直接测定的，可以直接测定的是星系的红移和视星等（见星等）。哈勃把观测到的红移归因于多普勒效应，从而得到退行速度，并根据星系中造父变星的周光关系定出了星系的距离。假设红移z与距离D之间的关系为：z=bDα，(1) 式中 a、 b为常数；并假设所有星系的绝对星等相同，则根据绝对星等与 距离之间的定义 关系可得： (2) 式中C1为常数，即lgz与视星等m有线性关系。根据大量星系的(lgz，m)观测资料，以lgz和m为坐标轴，可定出直线(2)的斜率。只有当这个斜率为0.2时才对应于红移与距离之间的线性关系。如z较小，则和光速c的乘积cz即为退行速度，因而速度与距离也是线性关系。如z较大(例如大于0.2)，就要以相对论公式来代替经典的多普勒效应公式，这时速度与距离的关系就显得复杂了。