（L）与温度（T）的关系可以表示为：此处的R是恆星的半径，σ是斯特凡-波兹曼常数，其值相当于5.670374419...×10 W⋅m⋅K。因此，当光度和温度（通过直接的测量和计算）都已知时，可以确知恆星的半径。
星系.因为星系是由数以亿计的恆星组成的，所以星系的光谱看起来与恆星的光谱相似。1937年，弗里茨·兹威基研究星系团的都卜勒位移之后，发现星系团中的星系移动速度比从可见光推断的质量所能束缚的速度要快得多。兹威基假设星系团中一定有许多非发光的物质，它们被称为暗物质 。