当我夜晚仰望天空时，我常常想，我们人类是否太过于关注自身了。宇宙中存在着比地球上肉眼所见更多的东西。作为一名天体物理学家，我很荣幸能够因思考这些问题而获得报酬，这让我对事物有了更全面的看法。有些事情原本会困扰我——例如我自己的死亡。每个人都会在某个时候死去，但是当我将宇宙视为一个整体时，它给了我一种长久感。由于宏大的景象，我不会像原本那样在意自己。
宇宙学家们正在解决一些人类几个世纪以来试图通过哲学思考来解决的基本问题，但我们这样做是基于系统的观察和定量的方法论。也许上个世纪最伟大的成就之一，就是一个得到大量数据支持的宇宙模型。这样一个模型对我们社会的价值有时被低估了。当我打开晨报作为我日常习惯的一部分时，我经常看到对人们之间关于边界、财产或自由的冲突的冗长描述。今天的新闻通常几天后就被遗忘了。但是，当人们打开在更长时期内吸引了广泛受众的古代文本，例如《圣经》时，人们通常在开篇章节中发现什么？关于宇宙的组成部分——光、恒星、生命——是如何被创造出来的讨论。虽然人类常常沉迷于世俗的问题，但他们对宏大的景象感到好奇。作为宇宙的公民，我们不禁想知道第一批光源是如何形成的，生命是如何产生的，以及在这个浩瀚的空间中，我们是否是唯一的智慧生物。21世纪的天文学家们拥有独特的优势来回答这些宏大的问题。
现代宇宙学之所以成为一门实证科学，是因为我们实际上能够窥视过去。当您看着您在一米外的镜子中反射的图像时，您看到的是六纳秒前的样子——光到达镜子并返回的时间。同样，宇宙学家不需要猜测宇宙是如何演化的；我们可以通过望远镜观看它的历史。因为宇宙在每个方向上看起来都是统计上相同的，所以我们看到的数十亿光年之外的景象，很可能公平地代表了我们自己那片空间数十亿年前的样子。
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观测宇宙学的最终目标是捕捉宇宙的整个历史，提供一幅我们从亚原子粒子的无定形气体中演变而来的无缝图景。我们有一张宇宙在大爆炸后40万年时的快照——宇宙微波背景辐射——以及十亿年后各个星系的图片。到下一个十年的中期，美国国家航空航天局（NASA）计划发射一个新的太空望远镜，名为詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST），它应该能够捕捉到第一批星系，理论家预测这些星系形成于宇宙年龄为数亿年的时候。
但这仍然留下了一个巨大的空白。在微波背景释放和第一缕星光出现之间，宇宙经历了一段黑暗时期，微波背景不再追踪物质的分布。这听起来可能像一个慵懒、阴郁的时期，是大爆炸之后和当今熙熙攘攘的宇宙之间一个无聊的间歇。然而，在这些黑暗时代发生了很多事情：原始汤演变成了我们现在看到的丰富的宇宙天体动物园。在漆黑的黑暗中，引力正在宇宙中组装天体。
天文学家面临的情况类似于拥有一个人的相册，其中包含他或她在子宫内的第一个超声波图像，以及一些青少年和成年的照片。如果您试图从这些照片中猜测过渡时期发生了什么，您可能会大错特错。孩子不仅仅是一个按比例放大的胎儿或按比例缩小的成年人。星系也是如此。它们并没有遵循从微波背景中明显的早期物质团块到发展的直接路径。观测暗示，宇宙在黑暗时代经历了一次剧烈的转变。