天空是人類夢想的開始，是上帝留給人類與宇宙溝通的窗戶，是人類科學以及近代天文學的發源之地。毫不誇張的說，人類社會的發展與進步得益於我們可以抬頭仰望星空，正是這個簡單的動作，給人類的思想帶來了質的飛躍。
裸眼觀天時代
古代人類通過不斷地仰望天空，觀察日月星辰的變化，以及對自己身處的這個周遭世界不斷的思索，發現一些簡單的天象和地球上的氣象有著千絲萬縷的聯繫，而地球上的氣象，例如：風、雲、雨、雪，又直接影響著當時人們賴以生存的農業生產，因此通過觀察天象來指導農業生產成為了人們感興趣的活動之一。
這其實就是人類對宇宙理解的開端，我們通過對天象的總結歸納發現了日、月、年的概念，並且初步制定了節氣和立法，使得其對農業生產更加具有指導性和規律性。不僅如此，人們還發現了天空中天體的運行變化，預示著人類社會的興衰更替，於是占星學就誕生了，而占星學其實就是古人研究天體運行規律的開端，為宇宙學的誕生奠定了堅實的基礎。
後來經過古希臘學者，人類第一位宇宙學家、科學鼻祖泰勒斯對萬物本源的思考，亞里士多德對地球形狀的論證，人類進入了建立宇宙模型的階段。隨後歐多克斯提出了地心說模型、經過亞里士多德和托勒密的完善，地心說統治了人類數千年。
1543年哥白尼出版了《天體運行論》首次質疑抨擊地心說，隨後經過開普勒三大定律的提出、以及布魯諾用生命對日心說的宣揚，正確的日心說模型開始被人們接受。1609年伽利略首次將自制的望遠鏡用於天文觀測，人類從此告別了裸眼觀天的時代。
以上就是裸眼觀天時代人類宇宙學的發展，感謝望遠鏡的出現，讓我們人類真正的打開了視野，猶如插上了一雙飛翔的翅膀，因為沒有望遠鏡我們使用肉眼只能在天空中觀察到大約6000顆恆星，還有月球以及太陽系中的五大行星，以及橫跨夜空上的銀河系光帶，但是望遠鏡的出現，讓我們發現了天空中以前看不到的大量恆星、以及一些暗淡的恆星聚集在一起形成的大片星星聚合體，也讓人類首次認識到了橫跨天空的銀河只不過是匯聚成群的大量恆星的集合。
超越銀河系——河外星系的發現
最初望遠鏡在天文學上的應用只是用來尋找彗星和觀察太陽系內的行星，因為當時研究彗星是個大熱門，也是很對天文學家的愛好，甚至天文學家梅西耶小時候的願望就是長大以後能當一名彗星獵手，並沒有人去觀察宇宙中的其他星系，因為當時在人們心中宇宙的範圍就只有銀河系，認為天空中所能看到的一切都包含在銀河系的範圍內。
不過在當時，人們在天空中也發現了一些奇怪的“天體”，由於望遠鏡的限制，並不能清楚的看到這些“天體”的詳細特徵，只能看到是一團模糊的星雲，像天空中的“汙點”，而且這些模糊的星雲很容易被人誤以為是彗星，所以梅西耶就決定將這些星雲進行編目，以防止其他的“彗星獵手”將這些星雲誤以為是彗星。到18世紀末，梅西耶目錄中收錄了103個明亮的星雲，繼梅西耶之後，威廉赫歇爾也完成了收錄多達5000個星雲的目錄。
那麼天空中這些模糊的星雲到底是什麼？當時有兩種觀點，一種是這些星雲只是銀河系內的原恆星盤；另外一種是這些模糊的星雲是宇宙中類似於銀河系的大型星星島嶼，也就是獨立的星系。至於它們到底是什麼，任何理論上的推測都不如我們直接去用觀測的手段去證實。
而要想詳細的觀測這些星雲的特徵，我們就要建造更大口徑的望遠鏡，並將望遠鏡建在更高的地方以減少大氣的干擾，而且要開發使用最新的照相機技術和光學技術，從肉眼觀測手工繪製到天文攝影轉變。
1764年查爾斯·梅西耶觀測了天空中最大、最明顯的星雲——M31，並留下珍貴的記錄，但是隻能看到這是一個盤狀的發光物體，沒有任何詳細的細節，因此並不能確定這是什麼！
時間到了1887年，一個業餘天文學家艾薩克·羅伯茨通過改進攝影技術使得傳統相機的曝光時間從一分鐘增加到了1小時，於是就拍下了歷史上第一張清晰的M31星系的照片。
上圖中的這張照片在人類觀天史上有著十分重要的意義，它首次向人類展示了星雲的螺旋結構，為河外星系的發現奠定堅實的基礎，也讓人類首次較為清晰的看到了銀河系以外其他星系的模樣。雖說，我們看到M31的樣子，但依然不能確定它就是銀河系以外，因為原恆星盤也具有這樣類似的結構。
時間來到了1924年，這時我們人類不僅在望遠鏡技術上取得來長足的進步，而且我們對天空中的恆星尤其是那些亮度會發生變化的變星做了大量的研究，並且可以通過這些變星的周光關係確定它與我們的距離。埃德溫·哈勃當時使用威爾遜山天文臺的254釐米反射望遠鏡觀察者同一片星雲M31，並且通過測量其中的變星，發現這些變形距離我們有數百萬光年，遠遠超過了銀河系的尺度，至此我們人類才確信研究了數十年的模糊星雲其實就是河外星系。
下圖是鮑勃·奧爾森1929年拍攝的M31星系。
20世紀是人類基礎科學以及各種技術蓬勃發展的年代，每天都有大量的新發現。我們的視野不僅跟隨望遠鏡的發展走出了銀河系，進入了宇宙深空，而且我們還發現了大量的新天體，例如：中子星、黑洞、類星體。在更大的尺度上，我們發現了由星系組成的星系團和超星系團。
除此之外，我們還初步解答了困擾人類幾千年的萬物本源問題，併為此建立了大爆炸宇宙演化模型。不過，俗話說的好：瞭解的越多，未知就越多。地面上的望遠鏡已經難以滿足人類對宇宙深空觀測的需求，於是我們就進入了...
哈勃太空望遠鏡的偉大時代
在地球上的望遠鏡除了口徑大小、光學技術的限制外，對望遠鏡觀測最嚴重的干擾就是地球的大氣層，所以我們一般將望遠鏡建設在視野開闊、沒有光汙染的高山上，但是隻要在地球上依然躲不過大氣干擾。那怎麼辦？所以1990年我們將望遠鏡送進了外太空，時至今日已有30年。
哈勃望遠鏡的偉大發現徹底改變了我們人類天文學的發展歷程和對宇宙的看法。
哈勃望遠鏡升空之前雖然我們人類已經知道的宇宙的廣闊和深邃，宇宙中星系數量的龐大，但是對此我們完全沒有一個具體的概念，如果你當時問任何一位天文學家：宇宙中有多少個星系？他們的回答大多是：很多，但具體不知。
而哈勃的偉大發現就為我們解決了這個問題，你看，上圖中黃色的區域在我們看來什麼都沒有，沒有任何的發光物體，可以用空無一物來形容，在宇宙中這些巨大黑暗空間隨處可見，它們背後真的什麼都沒有嗎？哈勃對準這片空間區域進行了長時間的曝光，並獲得了以下的數據：
在我們看來空無一物的空間其實背後隱藏著大量的星系，上圖中除了已知的少數恆星外，大部分都是哈勃新發現的星系。如果將上圖的中的局部放大，我們也能看清一些星系的細節。
這些星系離我們有數十億光年，足以見得人類在哈勃時代觀測技術的巨大進步，和人類拍攝M31照片的時候已經不能同日而語了。通過哈勃深空場和極深場對同一片區域的持續觀測，我們人類確定了宇宙中的星系數量至少為2000億個，這是一個下限值，也就是說我們目前只能確定這個大概的數字，還有更多的星系等著我們去發現。
哈勃除了觀測尋找星系以外，我們還通過哈勃發現了遙遠宇宙的超新星爆發殘骸，類星體，並且獲得了大量的深空天體的高分辨率照片，不僅如此，哈勃望遠鏡還為我們人類認識宇宙提供了一份大禮：通過哈勃的觀測，我們發現了宇宙在加速膨脹！這一切的成就得益於我們人類目前正在以一種前所未有的方式在觀察宇宙。
哈勃也讓我們看到了大量的深空宇宙圖景，例如上圖中的創世之柱，來自6500光年以外的天鷹星雲，這三股冷氣體沐浴在星雲中大量新誕生恆星的光芒之下，並且在創世之柱中，正在誕生新的恆星。哈勃也為我們帶來了大量恆星、星團的照片，例如下圖中的NGC290星團。
哈勃望遠鏡自1990年升空以後到今天，一共經歷了5次維護，目前由於哈勃的運行軌道已經和國際空間站不在同一高度上，如果再次升空維護會給宇航員帶來極大的風險，發生危險時，沒有緊急的避難所。所以
2009年NASA為哈勃提供了最後一次維護，等待哈勃的將是墜毀在地球大氣層。哈勃未來的離去，迎接而來的是詹姆斯·韋伯太空望遠鏡的接替
哈勃雖然偉大，但也有自己的侷限性，就算我們能繼續為其提供維護，但也該到哈勃退休的年齡了。因為哈勃主要是一款可見光波段的望遠鏡，雖然在後來的維護中我們為其增加了近紅外觀測的照相機，但是近紅外波段依然是哈勃的短板，由於哈勃目前的觀測能力已經達到了極限，我們人類要想更加深入的觀察宇宙早期星系誕生的時刻，就必須發射一塊能在紅外線波段工作的大型望遠鏡。
而詹姆斯·韋伯太空望遠鏡不僅從設計之初，就滿足這樣的要求，而且口徑達到了6.5米，是哈勃的5倍，覆蓋波段範圍更加廣泛，且靈敏度是之前所有望遠鏡的100倍。
所以韋伯望遠鏡有觀測宇宙第一批恆星和星系的能力，甚至可以看到宇宙的“黑暗時代”，也就是對可見光不透明時期，目前哈勃已經觀測到了距離我們330億光年遠的星系，這些星系中最古老的星系可以追溯到132億年前。
但我們知道，這些星系並不是宇宙中的第一批星系，在宇宙早期還有大量的星系沒有被我們觀察到，至於未來我們能看到多遠的距離，只有韋伯升空以後才能給出我們答案。
