在我们的世界之外，在广阔的宇宙空间中，每一块已知的区域都是我们人类最伟大的一瞥！仰望夜空，用肉眼我们可以看到大约6000颗恒星，还有我们地球的邻居月亮，太阳系的五颗兄弟行星（天王海王肉眼看不见），银河系和其他一些模糊的星云。仅凭肉眼，古代的裸眼天文学家就能了解宇宙的一些非凡之处，其中包括我们太阳系的基本结构和行星的运行轨道。根据对亮度和距离的理解，我们甚至可以粗略地估算出太阳的距离。
但是曾几何时我们不再受限于我们的眼睛，我们拥有了一个更加伟大的视角！今天我们穿越历史，回到1764年，看一下我们人类如何通过望远镜一步步看清历史上观测到的第一个河外星系（M31仙女座大星云），哈勃时代以及詹姆斯·韦伯太空望远镜对未来天文学和天文物理的意义。
感谢望远镜的出现，它彻底打开了人类的视野，望远镜的应用是人类现代天文学的开端。在地球上，我们建造望远镜并将其用于天文学的观测已经有400多年的历史。最初的望远镜只是用来寻找彗星和行星，以及观测一些附近天体的特征(如行星的卫星、光环和大气层)，随着望远镜的发展，在宇宙更广阔的空间中都留下了我们人类的视角。
除了银河系的数十亿颗恒星，在我们的视野里开始出现了非常奇怪的“天体”。起初它看起来十分模糊，像是天空中的“污点”，于是我们在更高的地方建造了更大口径的望远镜，以减少大气的干扰，并开发了越来越强大的照相机和光学技术，我们的目的就是为了看清楚天空中模糊的“污点”究竟是什么？
我们可以看看查尔斯·梅西耶(Charles Messier)在1764年的观测中绘制的天空中最大的“污点”之一——M31，当时只能看见是一团发光的物体，并不能确定这是什么。下图：
到了1887年，观测技术已经有了长足的进步，我们已经可以拍下这片壮观的星云。其实我们应该感谢互联网的力量，让我们可以看到这些具有历史意义的图像。下图就是艾萨克·罗伯茨著名的M31星云照片。
艾萨克·罗伯茨，1888年的这张照片为我们人类首次展示了一个“星云”的螺旋结构，现在我们知道它是我们最熟悉的一个星系。
1929年，哈勃观测了同一星云获得的数据，证明了这不是来自我们银河系内部的常规星云，而是宇宙中几百万光年之外独立的“宇宙岛”（宇宙岛是历史上对星系的一种称呼）。这是我们人类第一次确认了银河系之外的星系，能取得这样成绩，很大程度上依赖于1929年望远镜技术的巨大进步。下图是由鲍勃·奥尔森(Bob Olson)拍摄的M31星系。
鲍勃·奥尔森，1929年。
在20世纪，我们发现了新的恒星类型，比如：中子星。我们还发现了新型的深空天体，比如类星体，大爆炸遗留下来的微波辐射，以及巨大的星系团和超星系团。
我们对宇宙的看法已经从几百光年发展到数百亿光年的大小，由数十亿个星系组成，每一个星系都包含数千亿颗恒星，每颗恒星都很有可能拥有着自己的行星。
前文我们说过，为了避免大气的干扰，我们把望远镜都尽量建在很高的地方，但是再怎么高还是在地球上。所以在1990年，我们去了外太空。
哈勃太空望远镜彻底改变了我们对宇宙的看法。如果没有大气层，我们不仅不用担心云层、湍流的空气或光污染，而且我们可以看的比以往更远、更深、时间更长。
下面要说的是，哈勃望远镜最伟大的发现之一，那就是它指向了上图中黄色区域内这片非常黑暗，空无一物的虚空。没有气体，没有尘埃，没有星云或星系，也没有任何在微波背景中发现的物体，这是人类有史以来最大胆的观测之一，为什么说大胆呢？
因为这个观测计划要持续好几天。想象一下，你拿着世界上最强大最昂贵的工具，瞄准空无一物的虚空，且占用很长一段时间，而且你还不确定是否能发现什么东西，所以这是一个大胆的决策。但是最终得到数据如下：
上图中除了少数几颗恒星外，其中任意一个亮点都是一个新发现的星系。即使在这幅图像的全分辨率版本的极小部分，我们也能清楚的看到一系列美丽的星系。下图：
你可能觉得“这没什么大不了的，这些星系看起来还有点模糊，上文中1929年的仙女座照片看起来和哈勃拍的一样好!”但是要知道的是仙女座星系离我们200万光年，上图中的星系离我们有数十亿光年，现在知道差距了吧。
当然，寻找星系只是哈勃望远镜的一部分工作。通过哈勃望远镜我们还发现了宇宙中最遥远的超新星，发现了最早的星系和类星体，并且哈勃还给我们送上了一个超级大礼，那就是宇宙在加速膨胀!这一切的一切都是因为我们以一种前所未有的方式在观察宇宙。
以上所有的成就还不包括哈勃所拍摄的一系列前所未有的、高分辨率的美丽照片，如上图中的“创世之柱”，还有我们在发现行星、了解恒星形成或窥视宇宙中一些最壮观物体所取得的其他进展。如下图中的NGC290星团，都是哈勃成就的一部分。
但是哈勃自1990年发射升空至今已经29岁了。由于哈勃目前和空间站不在一个高度上，所以给载人航天维修带来了极大的风险，哈勃SM4任务是NASA2009年完成的最后一次哈勃维修任务，我们已经无法再为哈勃望远镜提供维修服务了，等待哈勃的就是坠毁在大气层。
詹姆斯·韦伯太空望远镜!这台新望远镜拥有6.5米的口径，面积为哈勃的5倍以上。覆盖的波长范围很广，可以在近红外波段工作，灵敏度将是之前所有望远镜的100倍。
韦伯望远镜可以观测更加遥远的星系和超新星，太阳系的形成，遥远恒星周围的行星，包括探测这些行星的水、大气和表面特征，而且具有观测宇宙第一批恒星形成的能力。
韦伯天空望远镜可以在红外波段工作，这意味着我们可以看到宇宙的“黑暗时代”也就是不透明时期。目前最遥远星系的宇宙记录保持者是哈勃望远镜，这个星系距离我们大约330亿光年。
但是宇宙中还有更遥远的星系，它们到底有多远?在未来只有用韦伯望远镜才能找到答案。韦伯望远镜本应计划在2014年升空的，后来因为种种原因一直在推迟，包括资金、技术方面的诸多因素。目前根据国外媒体的报导最早会在在2021年发射升空，我们翘首期盼！可以肯定地是詹姆斯·韦伯太空望远镜是未来天文学和天文物理的新希望。