Estudamos o universo através da luz de estrelas e galáxias distantes. A luz viaja extremamente rápido pelos padrãoes terrestres: a velocidade da luz é 300000 km/s, uma velocidade com a qual é possível dar 8 voltas em torno da Terra em apenas 1 segundo. Entrentanto, mesmo a luz leva um tempo considerável para viajar as vastas distâncias no espaço. Por exemplo, a luz leva 1 segundo para viajar a distância entre a Terra e a Lua, e leva 8 minutos para viajar a distância entre a Terra e o Sol. A luz das outras estrelas leva anos para chegar até nós, por isso medimos as distâncias entre as estrelas em unidades chamadas anos-luz. Um ano-luz é a distância percorrida pela luz em 1 ano, em torno de 10 trilhões de km. Note que o ano-luz é uma unidade de distância, e não de tempo.

A estrela mais brilhante do céu noturno, Sírius, está a 8 anos-luz de distância, o que significa que quando enxergamos Sírius a vemos como era 8 anos atrás. A nebulosa de Orion, uma região de formação estelar visivel a olho nu como uma pequena nebulosidade acima das Tres Marias, na constelação de Orion, está a 1500 anos-luz da Terra. Portanto, nós vemos a nebulosa de Orion como ela era há 1500 anos, mais ou menos na época da queda do Império Romano. Qualquer evento que tenha acontecido nebulosa de Órion daquela época para cá não pode ser observado por ninguém, pois a luz desses eventos não pode ainda nos alcançar.

Devido ao tempo que a luz leva para viajar no espaço,
Quanto maior a distância a que olhamos, mais remoto o passado que vemos.
Se olhamos uma galáxia que está a 10 milhões de anos-luz de distância, nós a vemos como era há 10 milhões de anos. Se observamos um aglomerado de galáxias distante 1 bilhão de anos-luz, nós o vemos como era 1 bilhão de anos atrás.

Por fim, a velocidade da luz limita a porção do universo que podemos ver. Se o universo tem 14 bilhões de anos de idade, então a luz de galáxias mais distantes do que 14 bilhões de anos-luz não teve tempo de nos alcançar. Nós podemos dizer que o universo observável se estende por um raio de 14 bilhões de anos-luz da Terra.