أجرى علماء الفلك الأوائل ملاحظات منهجية للسماء في المساء، حيث تم اكتشاف تحف فلكية خلال فترات مبكرة جداً. ومع ذلك، كان من الضروري اختراع التلسكوب قبل أن يتطور علم الفلك ليصبح من العلوم الحديثة. شمل علم الفلك تخصصات متنوعة على مر التاريخ مثل القياسات الفلكية، والملاحة الفضائية، وعلم الفلك النسبي، ووضع التقاويم، وعلم التنجيم، ولكن علم الفلك الاحترافي يعتبر مرادفاً لعلم الفيزياء الفلكي.
منذ القرن العشرين انقسم مجال علم الفلك إلى فرع علم الفلك الرصدي وعلم الفلك النظري. ويركز علم الفلك الرصدي على استخدام المراصد على الأرض والمراصد الفضائية لتجميع الصور وتحليل البيانات باستخدام أجهزة للرصد مثل التلسكوب وتلسكوب الأشعة تحت الحمراءوتلسكوبات الأشعة السينية وأشعة غاما. بينما يهتم علم الفلك النظري بصياغة نظريات وتطوير نماذج للعمليات الفيزيائية التي تجري في مختلف الأجرام السماوية من نجومومجرات وتجمعات المجرات وانفجارات أشعة غاما التي تحدث في بعض النجوم، وحسابها بالحاسب الآلي أو النماذج التحليلية في محاولات للتوفيق بين الحسابات مع ما تؤتي به القياسات لفهم وتفسير مختلف الظواهر الفلكية وتأثيرها على الأرضوالإنسان. يكمل الفرعيين بعضهما البعض، حيث يسعى علم الفلك النظري إلى تفسير النتائج الرصدية والظواهر الفلكية، وتكون المشاهدة العملية التي نحصل عليها من الرصد هي الحاكم على صحة النتائج النظرية.
المجرة هي تجمعات هائلة الحجم تحتوي على مليارات النجوموالكواكبوالأقماروالكويكباتوالنيازك، وتحتوي كذلك على غبار كونيومادة مظلمة، وبقايا نجمية، وتتخللها مجالات مغناطيسية مروعة. وكلمة مجرة مستقاة من الجذر اللغوي «مجر» وتعني "كثير الدهم". تتراوح أحجام المجرات وأعداد النجوم فيها بين بضعة آلاف في المجرات القزمة، إلى مائة ترليون نجم في المجرات العملاقة، وكلها باختلاف أحجامها تتخذ من مركز ثقل المجرة مداراً لها. وتُصنف المجرات بناءً على شكلها المرئي إلى ثلاث فئات رئيسة هي: الإهليجية، والحلزونية، وغير المنتظمة. يُعتقد أن الكثير من المجرات تحوي ثقباً أسوداً هائلاً في نواتها النشطة، ودرب التبانة مثال على ذلك لوجود الثقب الأسود الهائل المسمى بـ«الرامي أ» في مركزها، وهو ذو كتلة أكبر من كتلة شمسنا بأربعة ملايين مرة. تى شهر مايو عام 2015 تعتبر المجرة إي جي أس-زد أس 8-1 أبعد مجرة على الإطلاق بمسافة تبعد عنّا حوالي 13.1 مليار سنة ضوئية، وبكتلة تقدر بـ15% من كتلة درب التبانة. يُعتقد أن هناك قرابة 170 مليار مجرة في الكون المنظور، لكن الاكتشافات العلمية الحديثة تخالف ذلك وتنبئ عن وجود عدة ترليونات من المجرات، على مسافات تصل إلى ملايين الفراسخ، وهذا اعتماداً على كتلة المجرة وحجمها. الفضاء بين المجري مليء بغازات فضفاضة للغاية بكثافة تقدر بحوالي أقل من ذرّة واحدة لكل متر مكعب. أغلب المجرات تنتمي إلى عناقيد مجرية، وذلك بسبب تأثير الجاذبية عليها، وتتراكب بهذا الشكل حتى تُكوّن أكبر الهياكل والبُنى الكونية على الإطلاق وهي الخيوط المجريّة المحاطة بالفراغ.
ألفريد لوثر فيجنر (1 نوفمبر 1880 - نوفمبر 1930) عالم وفلكي ألماني اهتم بدراسة فيزياء الأرضوعلم طقس القطب الشمالي. أثناء حياته، اشتهر فيجنر لإنجازاته في علم الطقس وكرائد في أبحاث القطب الشمالي، لكن اليوم يعد قيامه بوضع نظرية الانجراف القاري عام 1912 م أعظم أعماله، والتي افترضت أن القارات كانت تنجرف ببطء حول الأرض. ظلت فرضية فيجنر محل جدل ولم تلق قبولاً واسعًا حتى خمسينيات القرن العشرين، عندما تم التوصل إلى العديد من الاكتشافات مثل الباليومغناطيسية التي قدمت دعمًا قويًا لنظرية الانجراف القاري، والتي أصبحت قاعدة أساسية في النماذج المعاصرة لتكتونيات الصفائح. كما توصل فيجنر إلى تفسير لظاهرة الغيوم المتألقة ليلاً. شارك فيجنر في العديد من الحملات إلى غرينلاند لدراسة دورة الهواء القطبي قبل قبول فكرة وجود التيار النفاث القطبي. قدم المشاركون العديد من الملاحظات الطقسية، ووصلوا لأول مرة إلى المناطق الداخلية في غرينلاند، وقاموا بأول عملية ثقب لأخذ عينات من نهر جليدي متحرك.
... بأن السدم الانعكاسية (في الصورة) تضيء بعكس ضوء النجوم القريبة منها، أما الانبعاثية فضوؤها ينشأ داخلها، في حين أن المظلمة لا تنتج الضوء ولا توجد نجوم قريبة منها لكي تعكس ضوءها فتبقى مظلمة.
... بأنه غالباً ما يتم الكشف عن الكواكب خارج النظام الشمسي برصد التغيرات الضئيلة للغاية في ضوء نجومها، حيث أن الضوء يزداد عند ظهور الكوكب بجانب نجمه ويخفت عند عبوره من أمامه.
.jpg)
