原因是光速是有限的，这意味着光到达观察者的眼睛需要时间。例如当你看月亮时，你所看到的大约是一秒钟前的样子；当你看太阳时，你看到的大约是八分钟前的样子，因为太阳发出的光到达地球需要八分钟；当你观察仙女座星系时，你看到的是250万年前的样子。
我们能看到的最早的光来自137.99亿年前。这个时间非常接近
宇宙最初的时间，但不是从大爆炸那一刻开始，而是在大爆炸38万年后。因为早期
宇宙又热又密，所以充满了等离子体——等离子体是物质的固态、液态和气态之外的第四种状态，是原子核和自由电子的混合物。等离子体中自由电子的能量太大，无法与原子共存。它是不透明的，会阻挡早期宇宙的光线。
大爆炸后38万年，宇宙膨胀冷却，这意味着电子可以留在原子核周围。宇宙充满了气体而不是等离子体，所以变得清晰。这被称为复合时代，我们能观测到的最早的光其实是复合时代之前等离子体的余辉。然而随着宇宙的膨胀，穿过宇宙的光也在膨胀，这被称为宇宙红移。等离子体的余辉红移很大，不再是可见光，而是微波。
我们观察到的光的频率会降低，相当于拉长了光的波长，而长波在光谱的红端，所以叫做红移。物体远离我们的速度越快，我们接收到的光的频率越低，红移越大，就越难观察到。相反，当一个发光物体以极快的速度接近我们时，光的频率会变高，这就是所谓的蓝移。显然如果我们以30%光速在太空中飞行，眼前的景象很可能是蓝色的。