Evoluzione della densità e della luminosità. Il più elementare modo di studiare la formazione e l'evoluzione delle galassie è contare il loro numero, sia il numero delle più luminose che quelle di una data magnitudine limite o anche densità numerica in funzione del redshift. Questi conteggi possono essere confrontati con i numeri attesi se c'è nessuna evoluzione, e che dipendono dal modello cosmologico scelto. Essi possono quindi essere utilizzati sia come test cosmologici, o come prova di modelli evolutivi. Tuttavia, la situazione attuale è che sono disponibili più affidabili test cosmologici, e i conteggi numerici sono utilizzati principalmente per studiare l'evoluzione delle galassie. Ci sono due modelli in cui i conteggi sono condizionati dalla evoluzione delle galassie. Nell'evoluzione della densità il numero effettivo di galassie sta cambiando, mentre nell'evoluzione della luminosità solo la luminosità delle singole galassie si sta evolvendo. La forma più semplice di evoluzione della luminosità è chiamato evoluzione passiva della luminosità , ed è dovuta al cambiamento di luminosità delle stelle durante la normale evoluzione stellare. Una pura evoluzione della luminosità dovrebbe essere predominante nel modello monolitico. Nel modello gerarchico l'evoluzione della densità sarà più importante, dal momento che in questo modello le galassie più piccole sono in misura maggiore distrutte per produrre quelle più grandi e luminose. La figura fornisce un esempio dei risultati di conteggi numerici. Un modello senza evoluzione non può spiegare questi conteggi osservati, e devono essere introdotti diversi modelli che incorporano effetti evolutivi. Tuttavia, un modello unico non può essere determinato utilizzando solo i conteggi numerici.

GALASSIE DISTANTI. Un approccio più diretto alla formazione delle galassie è la ricerca diretta degli oggetti più lontani visibili. Un risultato sorprendente che la ricerca di galassie molto distanti ha rivelato è che alcune galassie con masse stellari 10¹¹ -10¹² M_⊙ si erano già formate attorno un redshift di 1-2, e quelle con masse 10¹⁰M_⊙ con un redshift 3, o anche 5-6, quando l'universo era vecchio solo 1 miliardo di anni. Questa rapida comparsa di formazione stellare in galassie massiccie è contro le aspettative che le prime stelle si siano formate in galassie nane. Anche per sistemi vicini vi è scarsità di galassie nane rispetto alle stime della teoria CDM. L'evidenza osservazionale sembra che punta nella direzione del ridimensionamento: la formazione stellare è inizialmente in gran parte confinata ai sistemi massicci, e inizia a spostarsi verso i sistemi più piccoli stema ad un redshift di 2-1. I processi coinvolti nello schema gerarchico possono quindi sostituirsi come la più forza importante guidare l'evoluzione delle galassie.
La scoperta inaspettata di vecchie galassie a grandi redshift ha portato ad una classificazione delle galassie lontane in galassie blu e galassie rosse a secondo se la formazione stellare è ancora in corso o meno. Queste due classi avranno diverse storie evolutive, e dal graficare queste storie possiamo imparare meglio a capire l' intero processo di evoluzione galattica. Gli oggetti distanti rossi hanno inoltre ispirato le ricerche dei i loro progenitori. Alcuni di questi progenitori sono stati identificati come galassie infrarosse ultraluminose e come galassie submillimetriche, ma un accordo generale sul loro status non esiste ancora .

EVOLUZIONE DEI NUCLEI DI GALASSIE ATTIVI. La prima chiara indicazione di evoluzione cosmica è stata nel numero di radio galassie e quasar. Già alla fine degli anni 1960 stava diventando chiaro che la densità dei quasar aumentava drasticamente verso i redshift più alti. Approssimativamente, la densità numerica dei quasar aumenta rispetto alla presente densità di un fattore 100 ad un massimo al redshift di 2. Il comportamento osservato può essere dovuto sia alla evoluzione della densità o che all'evoluzione della luminosità. La densità di radiogalassie ha anche un massimo a redshift di circa 1,5-3, che è a volte indicato come l'era del quasar.

LA STORIA DELLA FORMAZIONE STELLARE NELL'UNIVERSO . Da quando l'Universo ha contenuto solo gas neutro come per le prime stelle hanno cominciato a formare, la descrizione più generale di come galassie venuto essere è in termini di tasso con cui il gas viene trasformato in stelle. La storia della formazione stellare indietro a un redshift circa 6 è mostrato. Il tasso di formazione stellare era di circa un ordine di grandezza più grande del suo valore corrente alla redshift 1-2. Per redshift ancora più grandi che sembra essere rimasto quasi costante o sia diminuita lentamente.