当我们凝视宇宙深处时，所见的并非当下的景象，而是光在地球上传来的时刻所展现的形态。离我们最近的恒星——比邻星，距离我们约4.24光年，我们所观察到的，便是它4.24年前的模样。当我们向更遥远的恒星回望，宇宙的膨胀因素必须被考虑进来，这些古老的恒星，比如比邻星（诞生于48.5亿年前）的历史甚至比太阳还要悠久。
在宇宙起源深空巡天计划的南天区（GOODS-South field）的紫外光图像中，我们可以观察到两个相邻宇宙的星系。其中一个星系正在积极孕育新恒星（呈现出蓝色），而另一个则是典型的星系。通过测定这些星系内部的恒星年龄和距离，我们能推断出这些恒星的形成时间。
那么，我们如何将现有的数据整合，来推断宇宙中所有恒星的年龄呢？我们知道宇宙已经历了138亿年的历程，而可观测的宇宙范围大约是465亿光年。当我们观察一颗恒星时，我们知道它与我们的距离，但如何知道它的年龄呢？为了回答这个问题，我们需要将两种截然不同的信息结合起来。
通过观察邻近宇宙中的恒星，比如银河系内或邻近星系的恒星，我们可以测量单个恒星的属性。其中一项重要属性——恒星与地球之间的距离——实际上就是光传播的时间。换句话说，像比邻星这样距离我们4.24光年的恒星，其光线需要整整4.24年的时间才能到达我们的视线范围内。我们可以结合星光传播的时间与恒星的其它属性来估算其年龄。这两条信息只适用于相对靠近我们的宇宙区域。
然而当我们观察的宇宙区域越来越遥远时，恒星的个体属性就难以分辨了。因为望远镜的分辨率在本超星系团之外会逐渐降低。一旦离开本超星系团，宇宙的膨胀效应就必须被纳入考虑范围。宇宙的膨胀不仅导致光波长的延伸（红移），还使得观测对象的实际距离与光传播时间之间出现矛盾。此时我们观测的遥远物体实际上是在回顾过去的历史。例如观测几千万光年之外的星系时，宇宙的膨胀效应对观测结果的影响已经十分显著。
科学家们已经掌握了关于宇宙组成的知识（包括普通物质、暗物质和暗能量），并了解当前宇宙膨胀的速度。我们可以结合这些信息来推算出宇宙在其整个历史中的膨胀模式。这个强大的技术允许我们计算出遥远物体目前距离我们有多远的同时还能知道回溯的时间有多久远。例如通过观察物体发出的光线到达地球所需的时间我们就可以推算出物体现在距离我们的大致距离：当光线需要1亿年才到达地球时物体距离我们约1.01亿光年；当光线需要数十亿年才到达地球时物体的距离则更远一些以此类推。哈勃太空望远镜曾观测到一个遥远的星系GN-z11其发出的光线经过了长达134亿年才抵达镜头现在距离我们大约321亿光年之远。尽管我们无法直接观测到遥远星系内部的单个恒星但我们可以根据星系的颜色等信息来推测其最近的恒星形成时间这在一定程度上能帮助我们了解遥远星系内部恒星的年龄状况尽管可见光谱在不同恒星的巨大变化可能使得这种推断面临许多不确定性和困难的情况限制数据的准确获取但这一方法仍然为我们理解宇宙提供了一个重要的窗口。
