天文学家最重要的工作就是研究宇宙经由大爆炸诞生，随后经过各个阶段的发展和转变，最终达到当前状态的整个历史过程。对于天文学家们来说，在很多情况下他们甚至不需要猜测，而只需要通过太空望远镜回望宇宙的过去。因为宇宙在大尺度下各个部分的性质基本相同，因此人类观测到了宇宙遥远区域的过去，可能也正是我们自己的过去。尽管如此，在宇宙学研究中也仍有很多重要细节难以研究清楚，因为宇宙并非从一开始就如此清澈。

根据目前宇宙学的模型来看，宇宙诞生于距今大约138亿年前。在诞生之初，整个宇宙如同一锅沸腾的热汤，物质在极高的温度下以等离子体的形式存在。在它诞生后的第10-43秒，时间与空间相分离，宇宙的生命正式开始，在第10-33秒，整个宇宙发生了暴涨，从微观状态被瞬间拉伸至宏观状态（关于宇宙暴涨理论，虽然其符合目前人类宇宙学的研究模型，但人类尚未发现暴涨曾经发生过的任何观测证据），在第10-4秒， 质子形成，在7万年后，物质在宇宙中获得主宰地位，直至40万年之后，宇宙中的温度开始逐渐冷却，当温度降低到3000开尔文时，质子与电子相结合形成了中性的氢原子，此前一直与物质发生剧烈相互作用的光子获得自由，成为宇宙微波背景辐射。

而在宇宙微波背景辐射形成，直至众多星系形成之间，目前在人类宇宙学研究中存在着一个巨大的缺口，这就是宇宙的黑暗时期。在这段时间里，宇宙尚未被恒星所点亮，在想象中似乎会显得有些乏味，它却是宇宙发展的重要阶段之一。正如哈佛大学的宇宙学教授阿维·勒步（Avi Loeb）形容，此时的宇宙如同一个儿童。儿童既不是一个放大版的婴儿，也不是一个缩小版的成年人，他有着各种各样的发展可能。在宇宙的黑暗时期，宇宙中原本的粒子汤转变为众多天体，而在引力的作用下，各种物质开始相互聚集，酝酿着更大的变化发生，宇宙发展进入到了一个关键阶段。

天文学家们无法通过太空望远镜轻易地回望到宇宙的黑暗时代。在这段没有光亮的时代，隐藏着当今宇宙学研究的两个重要问题：是什么样的过程，让当时尚且年轻的宇宙，就产生出巨大的黑洞？又是什么驱散了曾经弥漫于整个宇宙中的离子雾？这两个问题可能彼此相互关联。想要得到答案，就需要进行更加细致的宇宙观测和研究。