2022年12月，韦伯望远镜传回来了新拍摄的星系数据。在这堆照片当中，NASA科学家们挑出了一张，然后大声宣布说，照片里的这四个星系就是我们目前发现的宇宙中最遥远的星系了。
换句话说，它们也就是我们这个宇宙当中最古老的星系。看到这儿，您可能会觉得有点儿奇怪，为什么最遥远的星系就是最古老的星系呢？这个事儿得从上个世纪80年代说起。
在1980年代以前，宇宙学家们一直都在猜我们的宇宙到底有多大岁数了，什么答案都有。有说几十亿岁的，有说几千亿岁的，也有说永恒的，反正答案五花八门，而且谁也说服不了谁。因为那个时代的观测工具太落后，答案全凭宇宙学家们的脑洞大小。
时间来到了1989年，NASA发射了一颗卫星上天，它的大名叫“宇宙背景探索者”，缩写是COBE，我们就简称它为COBE。这个COBE的主要任务就是寻找宇宙中的微波背景辐射。你听这个词儿，微波背景辐射很拗口，但是这个词儿却至关重要。
因为它是宇宙大爆炸理论当中的一个最重要的证据。
其实这个大爆炸理论准确的讲应该叫宇宙膨胀理论。它假设宇宙的生成过程大约是这样的。首先是“砰”的一下无中生有，炸出了一堆高温粒子。但是由于温度太高，这些粒子就很活跃，东冲西撞停不下来，也就没有办法粘到一块儿形成原子，而光也被跑来跑去的粒子撞得四处乱飞。于是在这个超热的最早期的宇宙当中，光线很快就被吸收掉了，整个宇宙看起来就是混沌的。
所以和很多人预想的不同，这个混沌它并不是过于冷，过于死寂造成的，而是由于太热造成的。大约是大爆炸之后的38万年，这个宇宙温度终于慢慢降下来了，降到了3000开尔文，也就是2727摄氏度。这个时候粒子们终于就不那么激动了，逐渐冷静下来，形成了稳定的原子。光也可以远程传播了，不再被吸收。于是宇宙空间第一次变得透明了，也就是首先有了空间感，那么这个阶段也就相当于圣经《创世纪》里面所说的，宇宙从一开始是一片混沌。神说要有光，于是就有了光。
这个时候的光线也就是COBE所要寻找的宇宙微波背景辐射，它们也就是原始宇宙的活化石。
检测到了活化石，那么也就算拿到了实锤证据，这个大爆炸理论就成了目前关于宇宙创生的最为主流的一个观点了。其后的许许多多问题的开展，关于宇宙有多么古老，这一类问题都是以大爆炸理论为基点发展出来的。
科学家们从大爆炸理论出发，推算出宇宙目前的年龄大约是137亿岁。科学家们把大爆炸之后的38万年到第一颗恒星出现中间，这段时间称作“黑暗时代”。他们认为大约要等到大爆炸1亿年之后，第一批远古恒星和星系才诞生出来。恒星和星系诞生出来之后，宇宙之光就不再是微波背景辐射了，是恒星内部核聚变所发出的光了，大大小小的星辰们从此点缀在了夜空，光明和黑暗从此永久分开了。
从大爆炸之后的一年起，这个阶段就相当于创世纪当中所说的，“神看见光是好的，就把光和暗分开了”。好，铺垫了这么多，到这就该回答前面提出的那个问题了。为什么最遥远的星系同时也是最古老的星系呢？要说明白这个问题，还得介绍两个概念，就是红移和宇宙膨胀。
红移现象说的是一个星体，离地球越远，它离开地球的速度也就越快。这个时候用仪器去测量它光的波长，那么得到的测量数值就会比实际值更长。
从光学望远镜里看，这个星体就会偏红，就是它的整个光谱都会向红外光区偏移，这就叫红移。这个解释是不是听着还是有点迷糊，有点不明所以，其实原理很简单，就像一辆火车向你轰隆隆开过来，你会听到它的轰鸣声离你越近，你觉得声调越高。可是当这列火车从你身边开过去以后，渐行渐远的时候，你就会觉得它的轰鸣声音调在下沉，你所感受到的更多的就是声波里的低音部分了。这个现象就叫“多普勒效应”，它是声波的特点。因为光它既是粒子也是波，所以也有类似的现象。
当一个星体飞离望远镜的速度越快，它发出的光线在望远镜看来就会越红。那么比较一个星体发出的光线看起来有多红，再来推算它实际光谱的颜色，那么就能够得知这个星体离望远镜的距离有多远了。
其实早在一百多年前，天文学家们就观察到每一个星系的光线几乎都有红移现象，也就是说，宇宙中的大多数星系都在飞速得远离我们。敏锐的比利时科学家勒梅特根据这个现象就提出，为什么星系迅速远离地球，唯一的解释就是宇宙正在膨胀。
也就是说，当一个星体越古老，随着宇宙膨胀，时间越长，它的光线要达到地球所需要的时间也就越长。这就像一个气球，你把它吹地越涨，这个气球皮儿上的一点到另一点的距离也就越远。
1929年，美国的天文学家埃德温哈勃，也就是哈勃望远镜命名所由来的那位大咖哈勃。他把测量到的星系红移数值和估测的星系距离相匹配，刷刷刷在纸上总结下来了一个简单的公式，这就是大名鼎鼎的哈勃定律：
又因为勒梅特比哈勃更早提出了宇宙膨胀导致星体红移的现象，所以这个定律又被称之为哈勃勒梅特定律。从此有了这个公式，科学家们就可以根据一个星体的红移值计算出这个星体和我们之间的距离。
还不仅如此，因为宇宙膨胀是导致红移现象的关键原因，所以一个星体的红移值等于也就是说明了这个星体是从什么时候开始。随着宇宙的膨胀逐渐远去的，也等于这个红移值间接地给出了这个星体的年龄，终于绕了一大圈。我们回答了开头提出的问题，为什么越古老的星系，同时也就是最遥远的星系，就是这个道理。
NASA的科学家们拿到韦伯拍回的照片之后，激动不已，在计算机上一通猛敲得出来这么一个结果。这四张照片里的星系是什么时候诞生的呢？它们是在宇宙诞生了大约3.25亿年至4.5亿年之后才出现的。怎么理解这个数呢？如果我们把现在宇宙的年龄看作100岁，那么这些星系是宇宙2到3岁的时候诞生的。也就是说它们如果按照人的年龄算，应该是97到98岁这样的高龄了。
但是等大家深入研究了韦伯所提供的数据之后，却心惊肉跳了。因为从这些数据出发，宇宙的成因远远比那个大爆炸的解释来得复杂。
2023年2月22日，另一个研究团队在《自然》杂志上发表了一篇文章，这是最新的研究成果了。这里需要敲重点。根据韦伯望远镜观测到的数据，他们发现了超大又超古老的星系。这两件事情它是自相矛盾的，超古老就不会超大，但是他们发现了又古老又大的星系，这就完全颠覆了大爆炸模型对宇宙早期的认知了。在这篇文章中说，有六个星系大约是在大爆炸之后5至7亿年形成的。但是它们的质量居然是太阳的100至1000亿倍。要知道，银河系的质量，也就是太阳的1000亿倍左右。也就是说这些古老星系的质量可能接近我们银河系的十分之一。
这个数字外行听起来是没啥稀奇的，可是内行听起来就相当暴击头脑了，为什么呢？如果把今天的宇宙视作100岁的话，那时候的宇宙才三岁呢。按理说宇宙的成长和人的成长一样，应该越接近成年，体型才会越魁梧。婴幼儿时期的宇宙，它怎么能够形成这么庞大的星系呢？
让研究团队困惑的事儿还不止于此。婴幼儿期的宇宙星系不仅大的超乎预料，而且它们的物质成分还出奇的紧凑。比如他们找到的那个最大号的星系，可能和银河系的恒星数量一样多，但是比银河系紧凑了30倍。那么按照大爆炸的宇宙生成模型，处于婴幼儿期的宇宙，氢气和氦气都远远不够用，就无法满足形成大块头星系的物质需求量。这是物质硬件给你卡死的。所以现在这个新的发现，就直接推翻了很多之前的假设。难道我们对于早期宇宙的理解一开始就想错了？
没有疑问的一点是，2023年NASA还会给大家带来更多的惊喜。很多固有的认知会被刷新，甚至会被推翻，更甚至关于宇宙生成的新的解释，都会因为韦伯的工作而诞生。