原因是光速是有限的，這意味著光到達(dá)觀察者的眼睛需要時(shí)間。例如當(dāng)你看月亮?xí)r，你所看到的大約是一秒鐘前的樣子；當(dāng)你看太陽(yáng)時(shí)，你看到的大約是八分鐘前的樣子，因?yàn)樘?yáng)發(fā)出的光到達(dá)地球需要八分鐘；當(dāng)你觀察仙女座星系時(shí)，你看到的是250萬(wàn)年前的樣子。

我們能看到的最早的光來(lái)自137.99億年前。這個(gè)時(shí)間非常接近宇宙最初的時(shí)間，但不是從大爆炸那一刻開(kāi)始，而是在大爆炸38萬(wàn)年后。因?yàn)樵缙谟钪嬗譄嵊置?，所以充滿了等離子體——等離子體是物質(zhì)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)之外的第四種狀態(tài)，是原子核和自由電子的混合物。等離子體中自由電子的能量太大，無(wú)法與原子共存。它是不透明的，會(huì)阻擋早期宇宙的光線。

大爆炸后38萬(wàn)年，宇宙膨脹冷卻，這意味著電子可以留在原子核周圍。宇宙充滿了氣體而不是等離子體，所以變得清晰。這被稱為復(fù)合時(shí)代，我們能觀測(cè)到的最早的光其實(shí)是復(fù)合時(shí)代之前等離子體的余輝。然而隨著宇宙的膨脹，穿過(guò)宇宙的光也在膨脹，這被稱為宇宙紅移。等離子體的余輝紅移很大，不再是可見(jiàn)光，而是微波。

我們觀察到的光的頻率會(huì)降低，相當(dāng)于拉長(zhǎng)了光的波長(zhǎng)，而長(zhǎng)波在光譜的紅端，所以叫做紅移。物體遠(yuǎn)離我們的速度越快，我們接收到的光的頻率越低，紅移越大，就越難觀察到。相反，當(dāng)一個(gè)發(fā)光物體以極快的速度接近我們時(shí)，光的頻率會(huì)變高，這就是所謂的藍(lán)移。顯然如果我們以30%光速在太空中飛行，眼前的景象很可能是藍(lán)色的。