當我夜晚仰望天空時，我常常想，我們人類是否太過於關注自身了。宇宙中存在著比地球上肉眼所見更多的東西。作為一名天體物理學家，我很榮幸能夠因思考這些問題而獲得報酬，這讓我對事物有了更全面的看法。有些事情原本會困擾我——例如我自己的死亡。每個人都會在某個時候死去，但是當我將宇宙視為一個整體時，它給了我一種長久感。由於宏大的景象，我不會像原本那樣在意自己。
宇宙學家們正在解決一些人類幾個世紀以來試圖透過哲學思考來解決的基本問題，但我們這樣做是基於系統的觀察和定量的方法論。也許上個世紀最偉大的成就之一，就是一個得到大量資料支援的宇宙模型。這樣一個模型對我們社會的價值有時被低估了。當我開啟晨報作為我日常習慣的一部分時，我經常看到對人們之間關於邊界、財產或自由的衝突的冗長描述。今天的新聞通常幾天後就被遺忘了。但是，當人們開啟在更長時期內吸引了廣泛受眾的古代文字，例如《聖經》時，人們通常在開篇章節中發現什麼？關於宇宙的組成部分——光、恆星、生命——是如何被創造出來的討論。雖然人類常常沉迷於世俗的問題，但他們對宏大的景象感到好奇。作為宇宙的公民，我們不禁想知道第一批光源是如何形成的，生命是如何產生的，以及在這個浩瀚的空間中，我們是否是唯一的智慧生物。21世紀的天文學家們擁有獨特的優勢來回答這些宏大的問題。
現代宇宙學之所以成為一門實證科學，是因為我們實際上能夠窺視過去。當您看著您在一米外的鏡子中反射的影像時，您看到的是六納秒前的樣子——光到達鏡子並返回的時間。同樣，宇宙學家不需要猜測宇宙是如何演化的；我們可以透過望遠鏡觀看它的歷史。因為宇宙在每個方向上看起來都是統計上相同的，所以我們看到的數十億光年之外的景象，很可能公平地代表了我們自己那片空間數十億年前的樣子。
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觀測宇宙學的最終目標是捕捉宇宙的整個歷史，提供一幅我們從亞原子粒子的無定形氣體中演變而來的無縫圖景。我們有一張宇宙在大爆炸後40萬年時的快照——宇宙微波背景輻射——以及十億年後各個星系的圖片。到下一個十年的中期，美國國家航空航天局（NASA）計劃發射一個新的太空望遠鏡，名為詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST），它應該能夠捕捉到第一批星系，理論家預測這些星系形成於宇宙年齡為數億年的時候。
但這仍然留下了一個巨大的空白。在微波背景釋放和第一縷星光出現之間，宇宙經歷了一段黑暗時期，微波背景不再追蹤物質的分佈。這聽起來可能像一個慵懶、陰鬱的時期，是大爆炸之後和當今熙熙攘攘的宇宙之間一個無聊的間歇。然而，在這些黑暗時代發生了很多事情：原始湯演變成了我們現在看到的豐富的宇宙天體動物園。在漆黑的黑暗中，引力正在宇宙中組裝天體。
天文學家面臨的情況類似於擁有一個人的相簿，其中包含他或她在子宮內的第一個超聲波影像，以及一些青少年和成年的照片。如果您試圖從這些照片中猜測過渡時期發生了什麼，您可能會大錯特錯。孩子不僅僅是一個按比例放大的胎兒或按比例縮小的成年人。星系也是如此。它們並沒有遵循從微波背景中明顯的早期物質團塊到發展的直接路徑。觀測暗示，宇宙在黑暗時代經歷了一次劇烈的轉變。