由左到右宇宙的時間軸橫跨138億年，從現在到最初的大爆炸，由於時空的膨脹，愈久以前的星系，不僅更遙遠，並且離我們而遠去的速度也更快，因此紅移值(Z)愈大。圖中有兩個圓圈標註著Z值，即是已知最遙遠的兩個星系，分別為創記錄的GN-z11，以及前記錄保持者EGSY8p7。

「宇宙之最」系列 ─ 距離最遙遠的星系

陳文屏 撰文 2016.08.25

太陽與其他千億顆恆星互繞，形成扁平形狀，構成的這個星系，特稱為「銀河系」。太空中存在超過千億個星系，距離近者看得清楚些，遙遠的星系所發出的光線經過長遠距離，即使以光速前進，也經過了長久的時間，才到達地球。這些遙遠星系發出的訊號非常微弱，必須使用大型望遠鏡、經過長期曝光，才能偵測到。

宇宙始於大霹靂，整個時空目前處於膨脹狀態。越遙遠的星系，離我們遠去的速度越快，這就是著名的「哈伯定律」，𝓋 = 𝐻0 𝒹，其中𝓋是星系沿視線方向的速度、𝒹是星系離我們的距離，𝐻0 是比例常數。利用這個膨脹現象，我們可以測量某星系的運動速度，來估計其距離。

離我們遠去的星系，其光譜當中的元素特徵譜線，會向長波長移動，產生「紅移現象」，類似日常生活的「都卜勒效應」。紅移參數表達為 𝑧 = (𝜆𝑜𝑏𝑠 ─ 𝜆0)⁄𝜆0。例如在實驗室當中，氫元素進行n=3到n＝2的能階躍遷，發出巴爾曼α線波長為 𝜆0＝6563 Å，位於可見光波段，對於某𝑧 = 1的星系，所有譜線都往長波移動，巴爾曼α線就出現在紅外波段了。測量某 星系的紅移量，就能夠用哈伯定律估計其距離。

目前已經距離最遠的星系為GN-z11。它位於大熊星座的方向，其光譜紅移達 𝑧 = 11.1。星系的名字來自於發現於GOODS-North計畫取得的影像(GN)，加上整數紅移參數(z11)。來自此星系的光線，發自134億年前，當時宇宙年齡只有4億年，經過這段時間，宇宙持續膨脹，目前此星系距離我們320億光年。

在GOODS-North的影像中，有為數眾多的星系，GN-z11並不顯眼，但它是目前已知紅移最大的星系，距離我們320億光年。