位于宇宙极为遥远的地方的恒星的光芒，必须穿越辽阔的宇宙空间才能到达地球，这往往需要数亿年。在这种情况下，天文学家们观察恒星时便只能看到遥远的过去，而无法观测当下正在发生的事情。

因此，当天文学家们使用迄今最先进的望远镜观测极为遥远的宇宙时，他们便成了真正的“时间旅行者”。

2012年，美国加州大学圣克鲁斯分校的天体物理学家布兰特·罗伯逊的研究团队，利用哈勃太空望远镜观测了一个十分遥远的星系。他们的研究表明，那是一个早期宇宙的星系，它发射出的星光大约是133亿年前照亮宇宙的，那时宇宙才刚刚诞生了4亿年。

很多人不相信这个结论。然而到了2022年9月，詹姆斯·韦伯太空望远镜也将镜头对准了那个星系，结果表明罗伯逊研究团队的结论是正确的，那星系的光确实非常古老，它来自宇宙大爆炸后的3.9亿年。

随着望远镜观测技术的日益进步，人们越来越清晰地认识到，类似的遥远星系并不少见。截至目前，詹姆斯·韦伯太空望远镜已经发现了数千个存在于早期宇宙的遥远星系，其中一些比天文学家们想象的更亮、更大和更成熟，这表明它们的成长速度也超过了人们的预期。

发现宇宙早期的星系

当人们借助望远镜将凝视宇宙的视线延伸到越来越遥远的星系时，他们实际上是在追踪宇宙中最早的星光。這样的观测工作，对于现在的天文学家来说已经不陌生了。

20世纪90年代，哈勃太空望远镜对一片看似空白的天空用长时间曝光的方式进行了深入观测，结果发现了大量早期的星系，其中的一些星系出现在宇宙只有10亿岁时，它们看上去很成熟，仿佛经历了多轮超新星爆发和新生恒星的诞生。这让天文学家们意识到，即使这样遥远的星系也不是宇宙中最早的星系，最早的星系一定比这种星系还要遥远。这表明，哈勃太空望远镜显然并不能把宇宙的故事彻底读完，要寻找宇宙中更早的星系，人们必须建造更先进的望远镜。

其实，哈勃太空望远镜的最初设计目的并不仅仅是追溯宇宙的起源，它还可以追踪紫外线、可见光和近红外线。当宇宙早期的这些星光到达地球时，它们发生了变化，被拉伸成了波长很长的红外线，乃至于哈勃太空望远镜也无法观测到它们了。这是因为宇宙在膨胀，在膨胀的过程中，宇宙中的一切都在相互远离。而当光源远离我们时，光也会被拉伸，光的波长变得更长，颜色也变得更红。