宇宙中的星系究竟為何如此龐大，并且無(wú)處不在呢？天體物理學(xué)的最大疑問之一，就是星系從何而來(lái)。我們對(duì)此缺乏徹底的了解。宇宙起源于我們所謂的大爆炸，137億年前，宇宙還處在密度極大，溫度極高的混沌狀態(tài)。當(dāng)時(shí)宇宙中沒有任何星系存在。所以星系一定是在那個(gè)初始狀態(tài)之后形成的。恒星的形成需要引力，而將恒星聚集成為星系需要更大的引力。最早的恒星形成于大爆炸后兩億年。引力將恒星聚集在一起，形成了最早的星系。著名的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡讓我們能夠看到過(guò)去，回到創(chuàng)世之初，也就是星系剛開始形成的時(shí)期。

哈勃望遠(yuǎn)鏡能觀測(cè)到許多星系，但是我們今天看到的光是這些星系數(shù)十億年甚至數(shù)萬(wàn)億年前發(fā)出的，這些光需要經(jīng)歷如此漫長(zhǎng)的時(shí)間才能到達(dá)地球。所以我們今天所見的其實(shí)是這些星系遠(yuǎn)古歷史。

觀察哈勃深空，我們能看到一些模糊的地方，它們看起來(lái)不太像我們今天見到的星系。這些微小模糊的光點(diǎn)幾乎無(wú)法辨別，這些模糊光點(diǎn)包含數(shù)百萬(wàn)甚至數(shù)十億顆恒星，正逐漸聚集在一起形成新的星系，而這些模糊的光點(diǎn)就是最早的星系，它們大約在宇宙大爆炸后10億年形成的。

通過(guò)哈勃太空望遠(yuǎn)鏡，我們能看到很遙遠(yuǎn)的太空。如果想看的更遠(yuǎn)，并回朔更遙遠(yuǎn)的過(guò)去，我們需要另一座望遠(yuǎn)鏡。這種望遠(yuǎn)鏡太大，不能發(fā)射到太空。位于智利北部的一臺(tái)望遠(yuǎn)鏡，阿塔卡馬宇宙望遠(yuǎn)鏡，該望遠(yuǎn)鏡位于海拔5200米處，是世界上海拔最高的望遠(yuǎn)鏡。

這座望遠(yuǎn)鏡所處的環(huán)境非常極端，十分寒冷，狂風(fēng)肆虐，但對(duì)于天文觀測(cè)來(lái)說(shuō)很有好處。天空總是非常晴朗。晴好的天空十分重要，這樣阿塔卡馬宇宙望遠(yuǎn)鏡精確的反光鏡才能聚焦這些遙遠(yuǎn)的早期星系。有了阿塔卡馬宇宙望遠(yuǎn)鏡，天文學(xué)家能夠?qū)D像放大，看到天空某些區(qū)域前所未見的細(xì)節(jié)，也能夠研究各種宇宙結(jié)構(gòu)的發(fā)展進(jìn)程，還可以觀測(cè)到星系或星系團(tuán)十分精確的細(xì)節(jié)。阿塔卡馬宇宙望遠(yuǎn)鏡并非用來(lái)偵測(cè)可見光，而是用來(lái)探測(cè)宇宙誕生幾十萬(wàn)年之后的宇宙微波輻射。這架望遠(yuǎn)鏡不僅能探測(cè)到早期星系，還能看到它們是如何形成和發(fā)展的。天文學(xué)家能夠追蹤和發(fā)現(xiàn)星系和星系團(tuán)的形成過(guò)程，可以觀測(cè)到從宇宙誕生幾十萬(wàn)年到今天所形成的所有星系的成長(zhǎng)足跡。

阿塔卡馬宇宙望遠(yuǎn)鏡幫助天文學(xué)家了解到星系是如何從誕生之初逐漸演化的，星系形成初期是什么樣子的，它們與現(xiàn)代的星系相比有何不同，以及它們是如何發(fā)展演變的。天文學(xué)家正在觀察星系是如何從恒星群發(fā)展成為我們今天所見到的宇宙體系的。天文學(xué)家的理解是，恒星形成恒星團(tuán)，恒星團(tuán)形成星系，星系團(tuán)形成超級(jí)星系團(tuán)，也就是我們今天在宇宙中觀察到的最大結(jié)構(gòu)。