多年来，天文学家只能朦朦胧胧地了望宇宙距地最深远的地方。现在，有关我们最遥远的过去的图像和理论源源而来。经过几十年的努力，天文学家的目光逐渐向宇宙最深处甚至我们最隐晦的过去延伸，今天终于能够观察到宇宙中众多星系的诞生了。但是，他们所看到的毕竟在宇宙的边缘，这些东西到底是什么，却又是要再三推敲、探讨的。
观察到正在形成中的星系可不是件容易的事：它需要超凡的智慧和年复一年的辛劳。但是，对80年代中期毕业于加州大学伯克利分校的马克 · 荻根森来说，这都算不了什么。他非常幸运，参加了对宇宙的极远处（距地球几十亿光年，这里的星系似乎凝固于婴孩时期）的绘图工作。工作很枯燥，却极有意义：对天文学家来说，明白星系是怎么形成的就像描述物种起源对生物学家的意义一样重大。
他经常在望远镜前连续工作几小时甚至几夜，还要和仪器的极限斗智，才能观测到目标。考虑到宇宙最远的星系的光到达地球所需的时间，向宇宙深处看得越远，也就等于看到了越古老的过去。但问题是，几亿光年远处的星系看起来非常模糊。自30年代哈勃（Edwin Hubble）以来，天文学家几乎是靠着这些模糊的阴影追溯着星系的演变的。所以，所获甚少也就不值得奇怪了。
现在，有关星系的资料再也不是一点点汇集而成，而是喷泉般倾泻到天文学家的案前。这要归功于技术上的突破：夏威夷巨型keck望远镜的开放、哈勃太空望远镜的改良以及望远仪器功能的增强，使得数以百计的年轻的星系得以观测、每天还可发现新的星系。人们正在迅速熟悉宇宙的早期形式。
观测技术上的进步，使得理论家有点应接不暇；新资料源源而来，也动摇了原有的星系理论。特别是，原来认为所有星系都是在遥远的过去像焰火一样同时产生的观点。天文学家一直坚持这种观点，因为这种解释最简单，人们的认识也只到达了这一水平：50年代和60年代科学家所看到的最远（现在看并不远）星系确实和我们所在的星系几乎一模一样。但是现在天文学家认为，星系是自原始氢、氦中在几十亿年的时期内逐渐精缩而成，分布面积几乎占现有宇宙的一半。当然，宇宙极远处的星系活动到底如何，特别是对星系的形成，专家们的意见尚有分歧。大部分星系的形成是一步到位少有演变呢，还是在远地端有所变化，逐渐融合、聚合甚至形态发生根本性的变化呢？
尽管有分歧，天文理论家们对现状还是相当乐观的。比如，华盛顿大学的天文物理学家赫根认为，现在是本世纪天文学的第三个辉煌时期：20年代为第一个盛季，当时哈勃通过当时最大的望远镜发现，银河系不是宇宙中唯一的星系。他在1925年的新年宣布了这一发现，然后继续观测远处的星系并按其形状加以分类。三分之二的星系是旋状的，中间突起部分明亮，周围旋状分布着气团和恒星。其它众多星系为楠圆形，更密集，多含古老的恒星。椭圆状的星系多挤成一团，少数星系（不规则星系），实际上是无形态的气体中分界模糊的恒星。哈勃还观测到，所有星系的外向运转速度和它们的距离呈正比。这一观测结果最终将由自约90~160亿年前的“大爆炸而成宇宙”以来的时空结构的膨胀得到解释。
第二次革命在60年代达到高潮。当时天文学家探索了电磁谱上的不可见部分，射电望远镜的利用使得科学家能够观测到几十亿光年远的类星体。类星体是非常光亮的天体，它最早使人们意识到早期的宇宙的确和地球附近比较单一的星系有显著的差异。一般的观点是，类星体为年轻的星体，中心部分有来自数以百万计的星球的物质形成的超大黑洞。随着散逸物不断落入，它散发出的光的亮度和万亿个太阳的相同。但是当这种光穿过宇宙最终到达地球时，已经微弱得连借助光学望远镜都看不到了。幸运的是，多数类星体所发射出的电磁波很强，可由射电望远镜捕捉到。这样，天文学家才终于发现了类星体的真面目。
这一时期的观测者在研究宇宙的早期历史时顽固地坚持认为，所有的星系都是在某一特定时期成形的。这一时期宇宙中有足够的气体，所以重力压缩气体以巨大的速率形成星体。受这种理论的影响，天文学家一直在寻找宇宙远处突然爆发出的光亮，希望能够借此发现每年可产生数以百计的星球的原始星系（现在，银河系每年只产生2个新星）。但是观测多年依然两手空空。他们只能够告诉人们，远处的星系很蓝，也许是星球形成的迹象。年轻而巨大的星球因能量充沛，会散发出较多的蓝光。
另外一些科学家，像荻根森则另辟蹊径，跟踪某些所产生的无线电“声”可穿越太空的、活跃的星系。因为他们的推理是，“声音”大表明该星系正在形成。他们认为类星体所发出的强无线电波束是从星系中心的旋状黑洞发射出的。依靠无线电信号的指导，可将望远镜调向正确的方向，除此之外，没有其它更好的办法。观测者从十几个目标中初选出距离确实很远的，再选出极不稳定的星系。但是天文学家对能否通过这些非常的样本来了解初期的宇宙却没有百分之百的把握。此时，天文学家面临着两难的尴尬：对早期宇宙天体探索数年的结果是，在这里发现了类星体，在那里发现了射电星系，反倒不如一次爆炸形成论在某方面能自圆其说：亮光爆炸恰恰能为当时的仪器观测到。
90年代出现的仪器使天文学家第一次可以找到更精确的证据并形成全新的理论了——星系是在几十亿年的时间里逐渐形成的，而不是一蹴而就。换句话说，天文学家现在有方法找到像我们周围的星系这样的常见星系，并研究这些星系在70~100亿年前是什么样子。样子自然是非常模糊，但天文学家自有办法。新诞生的星系周围被广袤的气体包围着，即便其中的数以百万计的新星发出的蓝光亮度多高，也会被大气吸收掉。也就是说，能量最强的紫外光不会越出星系一步。所以，如果用摄光仪将这些星系的光分离，就会发现在高能紫外线光子应在的位置上有间隙。
这一简单的效果使科学家得以在宇宙中寻找婴孩时期的星系。因为，星系的光在宇宙中传递时，光波会因宇宙的膨胀而拉长，星系越远，其光就被拉得越长。蓝光成为红光，红光成为红外光。这也意味着紫外光的间隙也会变化。星系光谱上间隙的位置正说明星系的距离。根据这一理论，天文学家利用在智利的望远镜于1991年发现了20个有可能是婴儿时期的星系。每个星系在恰当的位置都有紫外间隙。但这只是大概的观测，为准确起见，他们需要更精确的光谱，这只有借助keck望远镜才行。天文学家斯德笛尔特意为此调动工作，仅一个月的时间，就查出20个星系。这些星系几乎都很遥远，位于今天宇宙大小的1/4、年龄的1/6处。此后，他们又发现了50个新的星系。
更重要的是，所有发现的星系都有普遍意义。天文学家认为他们看到的是椭圆状星系的最初的核心部位和即将成为螺旋状的突起部位（随着周围的气体冷却并稳定于突起部分的周围，螺旋状星系会演变为较薄的圆碟状）。而斯德笛尔在宇宙边缘部分观测到的天体的数量恰好和已知的明亮的星系的数量吻合。这就意味着星系的主要部分是在宇宙大爆炸后的几十亿年内形成的。由此可推算出原始星系形成星球的速度为每年5~100颗。按照现在的标准，这一速度已经是很快的了。
斯德笛尔的成果为其他观测所证实。加州大学圣迭哥分校的沃尔夫多年来一直在借助类星体研究宇宙原始气体云。类星体的强光在传播过程中会被气体云吸收掉一部分，所以研究吸收方式（云的阴影），就可以检测地球和类星体之间的气体。沃尔夫发现，越深入宇宙的过去，宇宙的构成成分就越多为气体而不是星系。在所研究的时期（自今返回宇宙大爆炸的4/5处），多数宇宙物质为中性的氢气。这种物质和今天宇宙恒星的物质相同，所以的确是星系的前身。虽然还处于早期气体阶段，这些气体云的运转形态已经类似圆碟状星系了，大小和银河系差不多，只是厚度大一些。这说明，星系已经为螺旋状了。沃尔夫的观点是：最大的星系形成的相当迅速，然后几乎是原状进入现阶段。较小的天体最后聚合，演化的顺序是由大到小。
但是，也有相反的论据。1995年2月，哈勃望远镜拍下了342张系列图片。这些照片相连后由计算机强化为迄今最清晰的天文图像（哈勃深景照片）。美国太空望远镜科学研究所主任威廉姆斯说：“照片把我们带回几十亿年以前的时间，也就是从今天返回宇宙大爆炸的80%的路程。照片漂亮，意义深远，简直是重大的考古挖掘发现，使我们看到了大约2000个处于不同演变时期的星系。”难怪全世界的天文学家饿虎般扑向哈勃深景照片。
加州大学的罗文逊和大卫 · 库也详细查看了哈勃深景照片，发现了很多斯德笛尔所看到星系，只是数量少了。罗文逊认为所少的星系或者变得暗淡，观测不到了，或者合并了。而大卫 · 库发现，这些天体很小，像气泡，看上去不是初具规模的星系而像气体结构。也许星系不是从气体云一次成形，而可能是小规模的天体合并而成的。
哈勃望远镜的另一个观测结果也证实了这一观点。这次观测由亚利桑那州立大学及阿拉巴马大学的天文学家执行，利用空中器材对武仙座的某处做了系列拍摄。他们发现了18个较小的天体，分布在大约110光年范围内（约为银河系到最近的螺旋状仙女座的距离）。他们认为成功地观测到了“次星系团”合并为一个或数个星系的过程，而且这种合并具有广泛意义，因为他们后来又在随机选定的范围内观测到了类似的结构。也有评论认为，在这么遥远的时期所观测的光基本上是单纯紫外线中的天体，容易有误差。所观测到的紧凑的天体可能是无法看到的星系的较大的恒星结构。为了搞清楚这些亮度很大的天体到底是独立的还是更大的星系的一部分，天文学家正在观测它们的运转情况。
如果这些远方的天体的确很小，天文理论学家将乐不可支，因为他们倾向于自小到大的星系形成设想。20多年来，德国天文物理学家怀特一直在完善这种构想，他的计算机模拟显示为，宇宙中首先形成的是范围约为3000光年大小圆碟状气团。这些气团逐渐演变为星系的中心部位，即突出部位。这些突出部位可能会快速经过剩余的气团部分，这时，如果它不从它处吸收气体的话，这些突出部位就会形成许多比较小的椭圆状星系。而如果气体量很充沛，其它条件又合适，突出部位就会像滚雪球一样演变为巨大的螺旋状星系，并在很长时间内连续产生恒星。
星系一旦成形，还会一直保持自己的特征吗？怀特说 :“不会，我敢打赌，星系是不断变化的。”比如，螺旋状的星系会遇到另外一个旋状星系并与之合二为一，形成一个巨大的椭圆状星系。实际上，在银河系附近的确观测到了含有旋状部分的椭圆状星系。怀特的理论为人们勾勒出极富变化的宇宙，只是因为！现在太空中的气体被消耗殆尽，其变化才逐渐减慢下来，也就是说，我们这一时期的太空已经进入倦怠期，因为星系形成恒星所需的气体越来越少了。
如果天文学家能够自始至终追踪观测某一个星系，星系形成的谜团很快就会一清二楚。但抓住一个星系不放是不可能的。好在，天文学家拍下的图片越来越丰富，可以将一个天文历元和另一个联系起来。同时，天文学家还在观测宇宙的下一阶段（青年时期，50~70亿年前）的演变。目前所观测的结果是，宇宙中的椭圆状星系似乎凝固不变了。当然，也观测到了形状奇特的旋状星系在交并，高亮度的小星系似乎正在成形，不断产生恒星。总之，星系形成之争的双方都能找到自己的论据。
所以有天文学家评论道 :“我的话听起来可能像在胡扯，但星系争论双方的观点都是正确的，就像寓言中的瞎子摸象一样，两派都观测到了宇宙，只不过观测到的是不同的部位。”他还指出，不同的观测技术，会观测到不同的天体。所以如果坚持宇宙的演变只有一种形式，就会落入两难的境地。人们习惯于将事物简单化、但宇宙之大，足以包容万象。
随着新资料的不断丰富，人们的观念也会相应变化的，现在天文学家正在计划对宇宙作一次哈勃深景拍摄，以便将研究深入去。向宇宙探索的越深，意味着看到的光波越长，因为宇宙的膨胀将光拉长为不可见光。但是，科技是在不断发展的，先进的红外望远镜会把人类的目光送到更加久远的过去。
已经有了一些新的进展。法国和日本的天文学家都观测到了宇宙深处的一氧化碳分子。这些分子可能是太空更早时期恒星爆炸的残余物。可见，研究星系形成的天文学家就像撑竿跳高运动员一样，在不断将横竿升高。
位于波多黎各、拥有世界上最大射电望远镜的阿莱西伯天文台。
[Discover，1997年2月]