这篇论文主要研究了红外波段的星系和活动星系核光度函数的宇宙学演化。基于Trieste-Padova星系组的工作，这些红外光度函数的演化是用一个“混合”模型来描述的:一个在红移z(≥)1描述前椭球星系及其活动星系核的物理模型和一个在红移z(≤)2描述晚型星暴星系和旋臂星系及其活动星系核的唯象模型。该划分是根据对这些星系的星簇年龄的一个观测结果。　　对于前椭球星系，除了其恒星和活动星系核成分的光度函数，我们还第一次给出了其整体的光度函数，自恰地考虑了整体的能谱随星系年龄的演化。这一高红移的物理模型能够解释观测到很多现象，比如光度函数一直增加到红移z(=)2.5而后减少、亚毫米波段陡峭的计数、被引力透镜过的星系的亚毫米波段计数等。结合描述红移z(≤)2的晚型星系及其活动星系核的唯象模型，我们能够同时解释整个红外到毫米波段的各种光度函数、计数、系外背景辐射等数据。在这些波段，活动星系核对计数和背景辐射的贡献总是次要的。该模型预言了，在这些波段对计数和背景辐射贡献最多的星系成分有一个系统的转变。这一转变可以通过两个不同波段之间的交叉功率谱来反应，并得到观测数据的检验。　　我们运用这个“混合”模型来研究那些能够被未来的光谱观测证认的富尘埃恒星形成星系的演化，并更新了对其计数和红移分布的预言。同时利用熟知的红外射电相关关系，我们也进一步得到了其射电计数并正好能够解释sub-mJy的射电计数超出。　　为了理解这些红移z(≥)6的恒星形成星系在宇宙再电离过程中所起的作用，这个高红移的物理模型被用来描述很小质量的暗物质晕里的重子物质演化并考虑了自恰的金属丰度演化和尘埃消光，从而了解了这些高红移恒星形成星系的紫外光度函数的演化。这个模型能够很好的拟合观测到的红移z(≥)2的所有紫外和Lyα发射线星系的光度函数，并对其从红移z=2到z=6之间的弱演化给出了一个简单的解释。通过与高红移现有的观测数据的对比，我们得到能够含有恒星形成的最小暗物质晕质量Mcrit(≤)109.8 M⊙，这跟流体动力学数值模拟给出的限制相一致。　　根据现有的观测数据，我们构造了一个电离光子对尘埃（以及金属丰度）和中性氢吸收的光深与恒星形成率的关系。这个关系暗示着较低紫外光度或较小恒星总质量或位于小质量晕里的星系有着较高的电离光子有效逃逸率。在给定光度或晕或恒星总质量，这个逃逸率随红移会缓慢增加。若只考虑已观测到的高红移星系（其紫外光度MUV(≤)-18或Mcrit(≥)1010 M⊙）已经能够在红移z(=)6实现宇宙的再电离。为了在红移z(=)7左右完全电离宇宙，需要把星系的最低紫外光度降到MUV～-13（对应于晕的质量Mcrit～108.5 M⊙）或更暗。虽然一些红移z(=)6-7左右的观测数据显示宇宙的电离度在红移z(=)6会降低，从而不支持宇宙在红移z(=)7左右完全电离，但是从微波背景辐射观测导出的电子散射光深数据却支持宇宙在红移z(=)9-10左右就已经完全电离。因为现在这些数据都还有着很大不确定性，未来更好的观测数据将有助于进一步限制宇宙的再电离过程。