韦伯空间望远镜（James Webb Space Telescope，简称JWST）自2022年7月公布观测图像数据以来，许多新发现震撼了天文物理学界。其中之一是观测到135亿年前的星系（现命名为GLASS-z12），也就是宇宙初始大爆炸（Big Bang）发生后3亿年。原本科学家依据现有物理理论，认为星系的形成是在宇宙初始大爆炸后4亿年，现在关于早期宇宙的标准模型面临重新检视，未来新的物理发现可能因为这项观测结果诞生。这个宇宙最古老星系的发现者，正是首届耶鲁—新加坡国立大学学院毕业生，目前在美国麻省理工学院当研究员的罗汉·奈都（Rohan Naidu）。
在印度长大的奈都，在耶鲁—国大学院首任教员事务处处长贝林教授（Charles Bailyn）关于黑洞的天文课程中获得启发，并在大二的暑期独立研究项目中，开始与美国耶鲁大学的Pascal Oesch教授合作至今。2020年奈都曾以当年耶鲁—国大学院的一门必修课《西游记》中的角色“悟空”，来命名他在哈佛大学当博士研究生时发现的恒星子结构。
现代观测宇宙学的建立
1543年，波兰天文学家哥白尼的《天体运行论》建立了以太阳为中心的模型，天文的观测基于天体力学、光谱分析等测量及分类有了蓬勃发展。1912年，在哈佛大学天文台担任计算员的女性天文学家勒维特（Henrietta Swan Leavitt），依据她在麦哲伦星系找到的，观测精度较高的25颗亮度会发生周期性变化的造父变星（Cepheid variable star），发现“造父变星的绝对亮度与它们的变光周期成正比”的勒维特定律（Leavitt Law，又称周光关系）。
造父变星成为天文观测的“标准烛光”，利用观测亮度与标准烛光的关系，我们可以得出星体的距离。这一定律给天文学带来了革命性的变化。美国天文学家哈勃（Edwin Hubble）利用勒维特定律研究M31星体，发现它是一个银河系以外的星系。这个发现进一步开拓了人类对宇宙尺度的想象，人类从此进入现代观测宇宙学的时代。
1915年爱因斯坦提出了广义相对论，将时空与物质的分布关联起来。1917年利用广义相对论来探讨宇宙的动力学，得到的结果，是一个不断在膨胀或收缩中的宇宙。当时爱因斯坦问了一些天文学家，但是没有足够数据验证这些结果。1920年哈勃陆续发现遥远的星系光谱有红移现象，代表这些星系都是在远离地球而去。他并提出星系的远离速度与距离成正比，就是著名的哈勃定律。基于宇宙无特殊中心位置的理解，1927年哈勃由这个定律可以推论宇宙在膨胀。
1963年，美国科学家A. A. Penzias和R. W. Wilson发现了约零下270摄氏度的宇宙微波背景辐射，从这个辐射光谱，加上其他宇宙物质的测量，从宇宙膨胀反推，科学家们确立了大爆炸宇宙模型。
宇宙中的暗物质和暗能量
1964年，美国女性天文学家鲁宾（Vera Cooper Rubin）发现观测的星系都以快速旋转，但却好像有某种看不见的巨大物质将它们聚合在一起。她提出每个星系都存在着巨大不可见的“暗物质”（dark matter）。如果没有暗物质的帮助，恒星将飞出星系。
21世纪初，许多关于超新星、宇宙微波背景辐射以及宇宙大尺度结构等的天文观测结果，都指出宇宙正在加速膨胀，而非原先传统理论所预期的减速膨胀。这表明宇宙中存在一种具有斥力性质的所谓“暗能量”（dark energy）。发现宇宙加速膨胀的三位科学家也因此获得了2011年的诺贝尔物理学奖。
“暗物质”及“暗能量”提出至今，仍然是许多天文学家孜孜研究但尚未取得突破的难题。
开启新宇宙模型研究热潮
目前，我们对宇宙的认识已经有了巨大进步，大型的天文望远镜如雨后春笋般不断涌现。1990年代升空的哈伯太空望远镜让我们能够更深入地观察宇宙中遥远的星系。除了利用天文望远镜继续测量星系的红移现象和描绘星系间的大尺度结构外，我们还运用微波天线来探测大爆炸所留下的热辐射背景。1992年，美国宇航局（NASA）的宇宙背景探索者COBE卫星，测量了宇宙物质分布的不均匀性，这些不均匀性印记在背景辐射中，是大尺度结构和星系形成的起源。宇宙微波背景辐射的发现以及其精确测量，也获得了1978年和2006年的诺贝尔奖。
宇宙学已经进入一个新的时代，可以准确测量宇宙的各项参数，如宇宙的年龄、哈勃常数，以及物质的组成和密度等，以验证不同的宇宙模型，并最终描绘出宇宙的真实面貌。
韦伯空间望远镜精确的红外线观测数据，已经成为天文及理论物理学家的研究主角。由于太空及地面的大型天文望远镜的建立，特别是红外线与无线电波段，能够更精确地探索更遥远的宇宙起源。目前大量的黑洞观测及研究，使得黑洞成为暗物质组成的最重要成分。罗汉·奈都关于宇宙最古老星系的发现，已经开启新的宇宙模型的研究热潮。NASA计划在2027年将新一代的罗曼空间望远镜（Nancy Grace Roman Space Telescope）送到太空，更精确地观测我们的宇宙。
宇宙的组成
·5%已知的普通物质（原子、行星、恒星等）。
·25%暗物质（不发光，提供宇宙结构的形成能量，可能大部分是黑洞）。
·70%暗能量（驱动宇宙加速膨胀，许多理论模型有待未来更多天文观测数据分析）。
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