一般認為，人的過去通常都只能通過回憶來觸摸，人類與宇宙的過去只能通過書本去遙想。但是，在研究天文的人看來，廣闊而深邃的宇宙雖然神秘，卻有一種實實在在的美麗，探索宇宙的起源和天體的演化，樂在其中。
　　守望者：“真實的宇宙只有一個”
　　“透過天文望遠鏡，我們能夠清清楚楚地看見過去，甚至是宇宙誕生后50萬年的圖像。我們所看到的太陽實際上是8分鐘前的太陽。而在太陽系之外，銀河系之外，光要走幾十萬甚至幾百萬年才能到達我們這里。所以在天文學上距離我們越遠的天體也是宇宙越年輕時誕生的天體?！睆埻苷勂鹱约旱难芯款I域來顯得興致勃勃，“在時間上，宇宙的年齡大約是137億年，在空間上，再過10年或者20年，天文學家通過先進的望遠鏡可能把整個宇宙都觀測到。”
　　對于宇宙的形成與演化，目前國際上天體物理學家從理論上進行了各種大膽的推測：前宇宙、平行宇宙……大寒冷型、大擠壓型等等……不一而足。
　　“理論上我們可以預言的宇宙可能有很多個，但是真實的宇宙只有一個?！苯鼛啄?，張同杰帶領他的學生，集中力量在宇宙學的數值模擬方面，開展了弱引力透鏡方面的研究。
　　遙遠的天體如類星體等發(fā)出的光，經過星系、星系團或者宇宙大尺度結構到達我們的望遠鏡的過程中，由于引力場的作用會發(fā)生引力偏折，造成該天體或類星體可能會形成幾個像，這就是引力透鏡效應。如果遙遠的天體是一個星系，大尺度結構引力場的擾動就會使星系的形狀發(fā)生變化，這就是弱引力透鏡效應。
　　“我們的研究目的是希望通過對引力透鏡現(xiàn)象的觀測來確定宇宙中這些透鏡體如大尺度結構中具有引力性質的物質所占的比例。目前能夠觀測到的宇宙中物質成分占了30%左右，其中包括用一般的電磁波能探測到的重子物質，以及只能間接探測到的暗物質；而另外70%左右則是具有排斥力引起宇宙加速膨脹的暗能量，它是我們目前很難直接觀測到的組成部分，也是宇宙中我們最不清楚其性質的宇宙組成部分。”
　　在銀河系、星系團和大尺度結構形成的過程中，它們是從早期很小的密度擾動，經過了引力不穩(wěn)定性慢慢從線性演化階段到非線性演化階段而逐漸形成的。在經過非線性階段的時候，會損失很多信息。張同杰和學生們通過小波技術，利用數值模擬出的圖像，能有效找回損失掉的信息，“找回的信息越多，我們對宇宙的理解也就越清楚，這是我們最近幾年做的非常有意義的工作?！彼脱芯可诤迫魂P于這方面最近的研究成果已經在國際著名刊物《天體物理》雜志上發(fā)表。
　　另外，他們從2006年以來，一直堅持研究一項國際前沿問題，即利用哈勃參量數據對宇宙學模型進行限制。宇宙學參量就是指宇宙中物質、暗能量等的數據情況。在張同杰科研團組做這項工作之前，美國有一個小組，通過利用星系的年齡而得到的數據，對標量場的勢進行了限制，但是他們沒有把這批數據用在宇宙學參量的限制上。
　　“我們是國際上第一個把這批數據應用在宇宙學參量限制上的科研團組，現(xiàn)在國際上很多這方面的研究同行都在關注我們的這項工作的成果，所以引用率很高?！?br>　　張同杰研究團隊的成果雖然現(xiàn)在還不是國內天文學界最多最好的，但是他們一直在腳踏實地地努力著，瞄準國際前沿，不斷探索著宇宙學的奧秘。他就像一個執(zhí)著的守望者，用自己的思索和發(fā)現(xiàn)，試圖揭開那片星空的神秘面紗，讓大眾認識一個真實的宇宙。
　　引航者：“本科生也可以做出頂尖成果”
　　天文系的本科生能在國際學術期刊上發(fā)表論文，這在北師大已經不算是什么新鮮事了。張同杰帶領的本科生科研小組這幾年已在國際頂級刊物上發(fā)表了近20篇文章，其中本科生第一作者SCI文章十幾篇，被國際同行引用上百次，多位學生獲得了“挑戰(zhàn)杯”、“寶鋼獎”等科研獎項。
　　一直跟著張同杰做科研的大四學生劉德子已經在英國《皇家學會月刊》上成功發(fā)表了一篇論文，而另一篇也即將在國外發(fā)表?！皬埨蠋煵粫娖任覀円欢ò凑账南敕▉?，即使我們的想法有問題，他也會認真聽取我們的意見，再指出其中的不足?！睆埻芸偸枪膭顚W生積極思考，做到舉一反三?！爸挥袆?chuàng)新才是科研。”
　　2006年，張同杰第一次指導2003級本科生弋澤龍的科研論文，他就為這個學生具有的學術潛質暗暗吃驚。在隨后的指導過程中，他格外關注弋澤龍。即使是在美國訪學期間，張同杰依然通過Skype和弋澤龍就論文反復討論和修改。他發(fā)現(xiàn)，這個學生的學術文章已經具備一定學術水準，于是便試著將論文投到了國外SCI學術刊物ModernPhysicsLettersA。
　　稿子投出去了，接著就是充滿希冀的等待。“本科生的論文會被國際同行認可嗎？”張同杰心中還是有些疑慮。
　　很快，喜訊傳來，論文被接收，正式發(fā)表了。師生喜出望外。這一消息不脛而走?！昂髞淼氖聦嵶C明我們還是太保守了，文章應該投給更高級的雜志。目前這篇文章已被引用60多次?！?br>　　一次次成功經驗令張同杰堅定了在本科生科研能力培養(yǎng)方面不斷探索的決心。而今，這位“伯樂”也有了自己的心得，“確定本科生科研的選題對老師是一個考驗。好的選題，能夠讓學生做出很好的國際前沿性的研究工作；而不恰當的選題只能是讓學生做些稍深層次的練習而已”。張同杰信心滿滿地表示，本科生并不一定比研究生差?！爸灰覍Ψ较?，注意把握難度，加以適當的指導，本科生一樣能做出有學術分量的成果來。”
　　播種者：“做科普是我們的社會責任”
　　2008年12月，張同杰與另外兩位教授相約，自費買了望遠鏡、科普書籍和光盤，風塵仆仆地奔赴綿陽南山中學。這所中學接收了受災嚴重的北川中學100多名學生。
　　來自北京的天文學教授要來為大家普及并輔導天文知識，這個消息迅速傳遍整個南山中學。興趣濃厚的中學生們聚精會神地聆聽著三位教授的專題報告，那一雙雙渴望知識的眼睛深深地打動了張同杰，讓他想起了自己小的時候。
　　“我第一次接觸到科學是從收音機上，那時還沒有電視?！笔找魴C里有一個每次15分鐘的“科學知識”的欄目，介紹各種科普知識，數學、物理，偶爾也有天文學。張同杰求“知”若渴的少年時代就是在這個節(jié)目的陪伴中度過的。
　　“科普工作對青少年的影響是很大的，一個好的開端很可能會影響一個人的一生?！?br>　　曾經在國外留學，并經常出國交流的張同杰對國外普遍重視科普工作非常贊賞，“即使是諾貝爾獎獲得者，每年也要花時間承擔一定的科學普及工作。實際上，科學家、科研人員確實有責任向社會普及一些科學知識，盡管做科普對科研人員本人并沒有什么太多的實際效用。”
　　與其一個人“仰望星空”，張同杰更愿意與世界一起，分享宇宙的美麗與神奇。平時教學、科研任務繁重的張同杰，總是盡可能地多參加一些科普活動。
　　2009年7月22日，長江流域迎來了500年難遇的日全食奇觀。張同杰早早就買好了去上?，F(xiàn)場觀測的機票。然而，一個來自北京電視臺的邀請電話打亂了他的行程。雖然有些遺憾，但他還是毅然退了票，參加了電視臺對全國各地日全食觀測過程的直播節(jié)目。直播廳里，重慶、武漢等地的前方記者紛紛發(fā)回現(xiàn)場圖像，張同杰一邊與大家一起分享日全食的盛況，一邊向觀眾耐心地講解日食的相關知識。令他大感意外的是，原本以為觀測氣象條件非常好的上海，竟然下起了滂沱大雨，根本無法一睹日全食的“芳容”。這對張同杰來說，不能不算是一次意外的收獲———因為在演播廳里，他清晰地見到了日全食的全過程。