Астрономия стремится понять космос и его объекты. Она считается древнейшим естествознанием и решающим образом сформировала наше мировоззрение.
Движение солнца по небу в течение дня, светящиеся звезды на ночном небе, их расположение и движения, фазы луны, падающие звезды и многое другое - это явления, которые уже наблюдаются невооруженным глазом и всегда были естественным любопытством для исследования неба.
Сегодня ученые используют самые современные телескопы с Земли или из околоземной орбиты для наблюдения за отдаленными объектами нашего космоса. При этом они всегда открывают новые явления, чье объяснение иногда открывает окно для понимания окружающего нас мира.
В первые дни астрономии произошла параллельная эволюция астрономических наблюдений с религиозными или астрологическими интерпретациями. Только в эпоху Просвещения астрономия освободилась как самостоятельная наука. Однако размер и сложность Вселенной в пространстве и времени за пределами человеческого разума делают астрономию наукой, которая вызывает у людей интерес к науке и культуре, а не к какой-либо другой дисциплине. Это касается как фундаментальных, так и философских вопросов нашего бытия и нашего человеческого существования.
Современная астрономия процветает благодаря противостоянию теории с наблюдением. Поэтому прорывом в наблюдательной астрономии стало изобретение телескопа в 17 веке. Более 400 лет назад итальянский ученый Галилео Галилей был одним из первых, кто направил свой телескоп на небо. Вдохновленные астрономическими наблюдениями Галилео Галилея и дальнейшим развитием телескопа, в последующие века по всему миру были построены многочисленные обсерватории. Выбор площадки, архитектура и оснащение этих функциональных зданий отражают развитие астрономии и астрофизики, а также их методы работы и инструменты.
В 19 веке был придуман термин «астрофизика». Развитие метода спектрального анализа в 1859 году позволило специально исследовать физические свойства в дополнение к измерению положений, движений и величин звезд и небесных объектов.
На сегодняшний день спектральный анализ электромагнитного излучения является, пожалуй, самым важным методом наблюдательной астрономии. Результаты наблюдений сравниваются с физико-математическими аналитическими или численными моделями теоретической астрофизики. Это могут быть всеохватывающие модели, такие как Общая теория относительности, чьи прогнозы проверяются наблюдениями, или отдельные модели, которые объясняют и воспроизводят результаты данного наблюдения.
Со времени изобретения телескопа технологии развивались чрезвычайно. Современные телескопы являются крупными международными проектами на земле и в космосе - их инструменты являются точными разработками, разработанными специально для научных вопросов. Анализ астрономических данных и расчет теоретических моделей выполняется на кластерах суперкомпьютеров. Огромный объем астрономических данных, полученных в результате наблюдений и моделирования («большие данные»), и их сложные структуры создают проблемы для информационных технологий. Кроме того, наше представление о Вселенной больше не ограничивается информацией от света, то есть электромагнитного излучения. Физика астрочастиц сегодня отслеживает высокоэнергетические космические частицы из дальних уголков космоса. Физики впервые обнаружили гравитационные волны в 2015 году, то есть возмущения четырехмерного пространства-времени, как это было предсказано Общей теорией относительности Эйнштейна в 1916 году. Это открыло еще одно окно во вселенную.
