Astronomi är studiet av himmelska föremål, fenomen och ursprung. En av de äldsta vetenskaperna, astronomi har utövats sedan förhistorisk tid. Modern astronomi beror i hög grad på accepterade fysikaliska teorier, såsom Newtons rörelselagar och allmän relativitetsteori. Förr var astronomi något vem som helst kunde göra, och många siare och vismän skapade sig rykte genom att använda stjärnorna för användbara funktioner, som att berätta vilken tid på året det är eller att navigera i haven. Columbus och hans samtida använde stjärnorna för att navigera över Atlanten.
Det var inte förrän på renässansen som teorin om heliocentricitet inom astronomi, idén att jorden kretsar runt solen snarare än vice versa, började få populär valuta. Reflekteleskop uppfanns i början av 1600-talet, och Galileo Galilei använde dem för att ta detaljerade observationer av vår måne, som han avslöjade var bergig, och observera Jupiters fyra största månar, nu kallade de galileiska månarna till hans ära. Newton förbättrade Galileos design och uppfann det reflekterande teleskopet, som fortfarande används i optiska teleskop än i dag.
1781 upptäckte Sir William Herschel planeten Uranus. År 1838 användes parallax – den lilla skillnaden i stjärnposition på grund av jordens läge i dess omloppsbana – för att exakt bestämma stjärnornas avstånd. Neptunus upptäcktes kort därefter. Pluto upptäcktes först så sent som 1930.
Modern astronomi är mycket komplicerad och dyr. Istället för att bara observera ljusstrålar, observerar vi radar, infraröd, röntgenstrålar och till och med kosmiska strålar. Orbitalobservatorier som rymdteleskopet Hubble har producerat de bästa bilderna, inklusive extremt högupplösta fotografier av andra galaxer.
I mitten av 20-talet upptäcktes att universum expanderade. Detta, tillsammans med andra bevis, ledde till teorin om Big Bang, att hela universum började som en punktpartikel med extrem densitet. Senare observationer av den kosmiska mikrovågsbakgrunden bekräftade detta, och Big Bang fortsätter som den primära teorin om kosmologiskt ursprung än i dag.
Astronomis framtid ligger i utvecklingen av ny observationsteknik. En av intresse är interferometri, ibland kallad ”hyperteleskop”, som använder ett nätverk av teleskop som samarbetar för att lösa bilder. Dessa kan utvecklas till en punkt där vi kan observera extrasolära planeter med teleskop direkt, istället för att bara upptäcka dem från deras gravitationssignatur.