Les astronomes ne peuvent pas mesurer les distances jusqu'aux étoiles avec un simple mètre ruban. Ils construisent donc une échelle. L'échelle des distances cosmiques est un ensemble de méthodes, chacune calibrée par la précédente. Aucune technique n'est applicable à toutes les distances. Ensemble, elles permettent d'atteindre les confins de l'univers observable, de la Lune jusqu'aux limites de l'univers observable.

La première étape est la parallaxe. L'orbite terrestre décale notre point de vue des étoiles proches, et ce décalage nous permet de déterminer leur distance. La parallaxe correspond à environ 10 000 années-lumière. L'étape suivante utilise les céphéides et les étoiles RR Lyrae, dont la période révèle leur luminosité réelle. La troisième étape utilise les supernovae de type Ia, suffisamment brillantes pour être observées à des milliards d'années-lumière.

Chaque échelon dépend de celui qui le précède. Si l'étalonnage est erroné, tout ce qui le précède l'est également. C'est pourquoi les astronomes débattent de la constante de Hubble. Différentes méthodes donnent des résultats légèrement différents, et cet écart, appelé tension de Hubble, pourrait révéler une nouvelle physique.

L'échelle n'est pas une métaphore parfaite. Elle s'apparente davantage à une chaîne d'hypothèses, chacune testée et retestée. Lorsqu'un maillon se brise, toute la chaîne est remise en question.