人類發展出了一系列觀察遠方星系的技術，從地面上的各種光學天文望遠鏡以及射電天文望遠鏡，到利用火箭發射到太空中的太空望遠鏡。

這些技術，可以捕捉到極其微弱的光，讓我們得到遠方星系的照片，分析這些照片，天文學家們就能算出星系的距離。透過連續長時間的曝光的方法，哈勃看到了極其遙遠的過去，因為數十億光年外的星系，本質上等同於數十億年前的星系。哈勃空間望遠鏡於2003年9月24日至2004年1月16日期間，透過對準某個最黑暗的天區，進行了連續113天的曝光，捕捉到了130億年前的宇宙景象。越是遙遠的星系就代表著越是遙遠的過去，也代表著年輕的宇宙。這張著名的哈勃超深空照片上，據分析擁有大約10,000個星系，它們都是在宇宙大爆炸僅僅幾億年後誕生的星系，很可能是第一批星系。這張照片上最小最紅的光點，是宇宙中最古老的星系，它們是在宇宙的年齡大約只有八億年時就誕生了。現在它們距離我們非常遙遠，遠在數百億光年之外。且慢，怎麼可能遠在數百億光年之外，宇宙只有137億年的歷史呀？ 是的 ，宇宙只有137億年的歷史，可是當這些星光上路，朝著地球這個方向飛馳而來的同時，宇宙還在不斷膨脹中，雖然這些光到達地球只花了大約130億年的時間，簡單說這意味著發出光的星系，距離地球似乎只有130億光年的距離。但天文學家說還必須加上在這130億年時間中，宇宙加速膨脹造成的空間距離的加速的拉長，因此現在這些最古老的星系如果它們還存在的話，那麼它們真的距離我們有數百億光年的距離呢。