相對論表明，光在宇宙中的傳播速度始終保持有限且恒定的光速，這個(gè)速度是宇宙中最快的局域速度。而天文望遠(yuǎn)鏡能夠觀測到數(shù)百萬光年之外的天體，那是因?yàn)橛钪娴哪挲g遠(yuǎn)不止幾百萬年的時(shí)間。

位于數(shù)百萬光之外的星系發(fā)出的光會(huì)以光速在宇宙中傳播，它們經(jīng)過數(shù)百萬年之后將會(huì)抵達(dá)地球，天文望遠(yuǎn)鏡或者人眼接收到這些光，自然就能觀測到星系，例如，我們可以用肉眼直接看到位于兩三百萬光年之外的仙女座星系和三角座星系。

宇宙的存在時(shí)間長達(dá)上百億年，星系早在幾百萬年就已經(jīng)存在，所以數(shù)百萬光年之外的星系所發(fā)出的光是有足夠的時(shí)間來到地球上。一旦這些光到達(dá)地球，我們只要接收到光就能看到星系。但由于距離遙遠(yuǎn)，大部分河外星系發(fā)出的光到達(dá)地球上時(shí)已經(jīng)非常暗淡，只有借助天文望遠(yuǎn)鏡強(qiáng)大的聚光能力，才能觀測到它們。

由于宇宙誕是在138億年前形成，理論上，光在宇宙中的最遠(yuǎn)傳播距離為138光年。迄今為止，天文學(xué)家已經(jīng)觀測到光行距離達(dá)到了134億光年的星系（GN-z11）。

宇宙空間結(jié)構(gòu)在持續(xù)膨脹，導(dǎo)致分布于空間中的不同星系互相遠(yuǎn)離。因此，有些遙遠(yuǎn)星系發(fā)出的光還沒來得及到達(dá)地球，只有繼續(xù)等待一定的時(shí)間，這些光才會(huì)走完路程抵達(dá)地球，所以我們在未來還會(huì)觀測到更多未知的星系。

另外，當(dāng)兩個(gè)星系目前的距離大于140億光年之時(shí)，由于空間膨脹過快，它們的退行速度就會(huì)超光速（與相對論所說的速度不矛盾）。因此，那些非常遙遠(yuǎn)星系發(fā)出的光永遠(yuǎn)也走不完去往地球的路程，所以它們永遠(yuǎn)也不會(huì)被我們觀測到。