星系的演化
星系演化的時間尺度（#2.1－1:57）
如果以星系旋轉一周所需要的時間來計算，大約需要107～108年。
如果以星系和星系之間的碰撞來計算，大約是上述時間的3～4倍。
如果以星雲聚合成恆星所需要的時間來計算，大約需要107年。
這意味著如果我們仔細觀測少數幾個星系，我們最多只能把星系107～108年前的樣子推測出來，相較於宇宙的年齡（星系的年齡與宇宙的年齡相近）約是1010年，我們無法推測到這麼長時間尺度的星系演化，除非我們觀測足夠多、且足夠遠（老）的星系。
星系會演化嗎？（#2.2－1:58）
根據統計，星系密度越大的地方，橢球星系所佔的比例越高，螺旋星系所佔的比例越小；星系密度越小的地方，橢球星系所佔的比例越低，螺旋星系所佔的比例越高。
http://www.nottingham.ac.uk/astronomy/stages/public_ge.html
Dressler, A. (1980). Galaxy morphology in rich clusters-Implications for the formation and evolution of galaxies. The Astrophysical Journal, 236, 351-365.
統計不同年齡（距離）的星系，可以發現在早期宇宙的星系分布，橢球星系所佔的比例和今天的宇宙並不相同。
Smith, G. P., Treu, T., Ellis, R. S., Moran, S. M., & Dressler, A. (2005). Evolution since z= 1 of the Morphology-Density Relation for Galaxies. The Astrophysical Journal, 620(1), 78.
事實上，星系的亮度、質量、數量密度、和其他性質，都會隨著時間而演化。
宇宙學、暗物質與一般物質（#2.3－2:32）
根據宇宙電磁微波的觀測結果，可以得知宇宙早期的溫度差異只有10-5左右，但今日宇宙的平均密度為10-29g/cm3，星系的密度為10-23g/cm3，兩者間密度大小卻相差106左右。
Springel等人在2005年以WMAP所觀測到的宇宙電磁微波結果進行電腦模擬，以暗能量（推動宇宙膨脹）及暗物質（引力互相吸引）進行計算（21603個質點），不考慮一般物質（所佔比例較小且性質太過複雜），成功模擬出從宇宙早期演化到今日宇宙星系分布的現況。
動畫下載網址：https://wwwmpa.mpa-garching.mpg.de/galform/data_vis/lcdm_color2_highres_divx.avi
動畫下載頁面：https://wwwmpa.mpa-garching.mpg.de/galform/data_vis/
原始論文：
Springel, V., White, S. D., Jenkins, A., Frenk, C. S., Yoshida, N., Gao, L., … & Peacock, J. A. (2005). Simulations of the formation, evolution and clustering of galaxies and quasars. nature, 435(7042), 629.
https://wwwmpa.mpa-garching.mpg.de/millennium/
遙遠星系的觀測（#3.1－0:30）
針對較少「近距離天體」的星區長時間拍攝，尋找遙遠的星系。
分析星系的光譜，計算紅移量，推算星系的距離。
相關統計與研究：
Cowie, L. L., Barger, A. J., Hu, E. M., Capak, P., & Songaila, A. (2004). A Large Sample of Spectroscopic Redshifts in the ACS-GOODS Region of the Hubble Deep Field North. The Astronomical Journal, 127(6), 3137.
Barger, A. J., Cowie, L. L., & Wang, W. H. (2008). A highly complete spectroscopic survey of the GOODS-N field. The Astrophysical Journal, 689(2), 687.
橫座標是星系質量，縱座標是星系數目，上圖是較遙遠（較老）星系，下圖是較近（較年輕）星系，紫色背景質是鄰近區域（最年輕）的星系。結果顯示目前的星系數量較多，以前較少；大質量星系很久以前的數量就已經和現在差不多，顯示大質量星系很早就形成，且已不再形成；小質量星系則不斷在增加。
可能源自於星系內大質量黑洞阻止大質量星系的形成。
Cowie, L. L., & Barger, A. J. (2008). An Integrated Picture of Star Formation, Metallicity Evolution, and Galactic Stellar Mass Assembly. The Astrophysical Journal, 686(1), 72.
Cowie, L. L., Songaila, A., Hu, E. M., & Cohen, J. G. (1996). New insight on galaxy formation and evolution from Keck spectroscopy of the Hawaii deep fields. arXiv preprint astro-ph/9606079.
臺灣進行中的星系演化研究（#3.2－6:17）
不同波段的遙遠星系觀測（#3.3－6:27）
重力透鏡（#3.3－10:05）
延伸閱讀：
“Galaxies in the Universe, An Introduction,” Sparke L. S., & Gallagher, J. S., 2000, Cambridge University Press
“High Redshift Galaxy Populations,” Hu, E. M., & Cowie, L. L., 2006, Nature, 440, 1145
“Observations of the High Redshift Universe,” Ellis, R. 2007, arXiv:astro-ph/0701024
“New Frontiers in Cosmology and Galaxy Formation: Challenges for the Future,” Ellis, R., & Silk J., 2007, arXiv:0712.2865