Successivamente tramite una borsa di studio andò all'Università di Princeton studiando sotto il professor Henry Norris Russell, ed utilizzò la relazione periodo-luminosità per le cefeidi scoperta da Henrietta Swan Leavitt per determinare la distanza di alcuni ammassi globulari, e si rese conto che a differenza di ciò che si pensava a quel tempo, le cefeidi non erano stelle binarie ma stelle singole pulsanti. Si rese poi conto che la Via Lattea era molto più grande di quanto creduto e nel 1918 ne misurò la lunghezza in 100.000 anni luce. Prese parte al Grande Dibattito con Heber D. Curtis sulla natura delle nebulose e delle galassie, e sulle dimensioni dell'universo.