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现代天文学将我们的视野扩展到了太阳系及邻近恒星之外，不仅在空间上具备了恢宏的尺度，在时间上也同样如此。我们依靠光来获得研究太空的途径：我们等待光从遥远的地方传来，之所以能看到太空中的物体，要么是因为它们本身会发光，要么是因为它们反射着来自其他光源的光。我们看见的是这些物体在光发出时的样子，这就为对太空的观测增添了另一个维度：时间。光传播的速度极快，比高速公路上的汽车要快约1000万倍。也就是说，如果你观察的是最近的一盏灯（距离或许仅有短短的几米），那你看到的就是灯在非常短的时间前发出的光，在这种情况下，时间几乎无关紧要。如果你观察的是大约38万千米外的月球，那么光从月球到达地球时已经过去了1秒多的时间。照射到地球上的太阳光是约8分钟前发出的。星光发出的时间则要比月光和阳光早得多。即便是距太阳系最近的恒星，发出的光也要经过约4年时间才能传到地球上来。当我们仰望群星的时候，其实是在回顾过去。 这是一份不可思议的礼物。我们可以看到部分宇宙空间多年前的模样，光的源头距离越远，所能回溯的时间也就越早。如果你观察的是猎户座里那颗明亮的参宿四（图0.1），那你便相当于将时间回溯到了600多年前，它传到地球上的淡淡红辉是在中世纪时代发出的。位于猎户座“腰带”区域的恒星距离我们甚至更远，它们发出的光为一代又一代的人所熟悉，在传到地球之前已经走过了至少1000年。这就意味着我们有机会了解宇宙的历史，因为我们可以看到宇宙中更遥远的部分在数千年、数百万年乃至数十亿年前的面貌。人类从首次观察群星的时候起，就已经具备了这种回溯时间的能力，但直至20世纪，当我们能放眼银河系之外时，这种能力才成为天文学的一项关键特征。
