我国古代先人非常有智慧，在汉代古书刘安的《淮南子·齐俗》中，就提到过“四方上下谓之宇，往固来今谓之宙”，简单来说宇是空间，宙是时间，所以宇宙学是一门研究时空的学问。
在宇宙中，时间和空间基本上是一回事。因为当你看到宇宙深处的时候，你就看到了过去。我们通常提到的宇宙学长度单位：光年，看起来挺奇怪，像个时间单位，实际上是长度单位，代表是光走一年的距离。
光走一年的距离是多远呢？也不是很远，大概就是94600亿公里。那银河系有多大呢？直径十万光年以上，也就是说，从银河系的这一端走到另外一端，光要走十万年。
当你看到更遥远的星系，比如仙女座星系，距离地球250万光年，你看到的这个样子是它250万年前的样子，今天可能已经不存在了，另一个风车星系离我们更远，有2100万光年。
所以对研究宇宙学、天文学的人来说，“任时光匆匆流去，我只在乎你的过去”，看不到未来，我们只能通过过去了解宇宙发生了什么。
如何探索宇宙演化历史
要研究宇宙，你首先需要一个非常好的理论，而要创造一个好的理论，你需要一个聪明的大脑。爱因斯坦就建立了非常伟大的理论：广义相对论，但同时你还需要有非常好的观测方法去检验理论，其中多重宇宙探针就是用各种各样不同的手段去探索宇宙。
宇宙微波背景辐射是我们的一个观天利器，它的原理其实很简单，类似利用微波炉的波段去探测光子在全天区的分布，根据大爆炸理论的预言，在天空中有一个3K的微波背景辐射，这个微波背景辐射在天空的分布中带有大量宇宙学信息，因为这些光子是从宇宙大爆炸之后的38万光年飞到了我们的今天，携带了大量沿途的“风景”，所以我们说宇宙微波背景辐射是探索宇宙婴儿时期的利器。宇宙微波背景辐射研究（cosmic microwave background简称CMB）已经两次获得了诺贝尔物理学奖。
宇宙标准烛光：超新星
我们不仅可以通过看光子去研究早期宇宙发生了什么，我们还可以通过观测另一种星级—–超新星，它们被称作宇宙标准烛光，距离我们相对近一些。为什么称之为标准呢？因为它从爆发到死亡，光度随着时间是有规律的，我们可以利用超新星的光度去推断它和我们的距离。
另一方面，利用今天的光谱技术能够测算出速度，有了距离有了速度，科学家就可以测量很多有意思的宇宙信息，比如宇宙学参数等等。
通过超新星，1998年，科学家发现宇宙不仅在膨胀，并且是加速膨胀， 2011年的诺贝尔物理奖就颁发给了超新星相关的研究工作。
宇宙的标准的汽笛：引力波
引力波被称为宇宙的标准的汽笛，研究宇宙不仅可以靠看，还可以靠听。当两个致密天体相互并合绕转的时候，它会形成时空的涟漪，就像声音能被大家能听到一样，因为空气在声音传播当中压强发生了变化，引力波是时空的涟漪，本质上振动可以通过“声音”听到。而且引力波携带了非常重要的宇宙学的信息，所以被叫做标准汽笛。2017年引力波的相关研究也获得了诺贝尔奖。
宇宙标准尺：重子声波振荡
我的研究领域是做重子声波振荡，它被称作宇宙标准尺，前面有烛光可以看亮度，有汽笛可以听声音，标准尺可以测量距离。我们的方法是利用大量的星系样本，利用统计学的性质从里面提取宇宙的演化信息。重子声波振荡研究在2014年也获得了邵逸夫奖。
从这里不难看到，每一种研究方式都很重要。结合这些观测，我们今天能了解宇宙能量组成：4%是大家比较熟悉的普通物质。普通物质就是你、我、他、太阳、黑洞，这些都可以叫做普通物质，你可以看得见摸得着。剩下的96%都是我们不知道的，分成两部分，大概三分之二的是暗能量，剩下的是暗物质。
自从20世纪初设立诺贝尔物理奖以来，一百多次诺贝尔物理奖都颁给了这4%，大家可以猜测一下，还剩下96%的“诺贝尔奖”级研究工作等着我们去发现。
实际上，暗物质、暗能量方面的研究已经获得了多次诺贝尔奖，CMB研究获得过两次，加速膨胀研究2011年获得诺奖，引力波研究2017年获得诺奖，还有今年非常重要的Peebles的研究也获得了诺奖，他建立了一整套宇宙引力学的框架，如果没有他，我们今天的宇宙学研究是很难展开的，他的工作奠定了基础。
这就是我们今天所了解的宇宙演化历史，基本上可以分为三部分，宇宙的开端。在这个阶段宇宙的膨胀非常之迅速，是一个加速膨胀过程，就好像一个人在婴儿阶段生长是非常迅速的，在很短的时间之内从婴儿变成了一个巨婴。
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