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       天文學(xué)研究的對象有極大的尺度，極長的時間，極端的物理特性，因而地面試驗室很難模擬。因此天文學(xué)的研究方法主要依靠觀測。由于地球大氣對紫外輻射、X射線和γ射線不透明，因此許多太空探測方法和手段相繼出現(xiàn)，例如氣球、火箭、人造衛(wèi)星和航天器等。
天文學(xué)的理論常常由于觀測信息的不足，天文學(xué)家經(jīng)常會提出許多假說來解釋一些天文現(xiàn)象。然后再根據(jù)新的觀測結(jié)果，對原來的理論進(jìn)行修改或者用新的理論來代替。這也是天文學(xué)不同于其他許多自然科學(xué)的地方 天文學(xué)研究的對象有極大的尺度，極長的時間，極端的物理特性，因而地面試驗室很難模擬。因此天文學(xué)的研究方法主要依靠觀測。由于地球大氣對紫外輻射、X射線和γ射線不透明，因此許多太空探測方法和手段相繼出現(xiàn)，例如氣球、火箭、人造衛(wèi)星和航天器等。
天文學(xué)的理論常常由于觀測信息的不足，天文學(xué)家經(jīng)常會提出許多假說來解釋一些天文現(xiàn)象。然后再根據(jù)新的觀測結(jié)果，對原來的理論進(jìn)行修改或者用新的理論來代替。這也是天文學(xué)不同于其他許多自然科學(xué)的地方。
恒星發(fā)出的光不僅僅給我們揭示了其在天球中的位置，它能告訴我們的東西遠(yuǎn)比這多得多。恒星規(guī)律性的亮度變化有時則向我們揭示，它不是一顆單星，而是兩顆恒星相互繞行的雙星。恒星光譜分析，即恒星發(fā)射出的光波長給我們提供了其表面溫度方面的信息。光譜中特定的“指紋”又說明有各種不同元素的存在，從而揭示出構(gòu)成該恒星的化學(xué)成分。

　　星光并不是從宇宙中到達(dá)我們地球的唯一電磁射線形式。一個完整的光譜包括從波長極短的γ射線經(jīng)X射線和紫外射線到可見光，而后再從可見光繼續(xù)到較長的波長，如紅外射線和射電波。不過，能夠穿透大氣層的射線只是很小一部分，它們主要是可見光。但就是可見光也同樣受到大氣層的影響。例如我們看到星星閃爍，并不是因為星星的光度波動真的那么快，而是由于大氣層的不穩(wěn)定所造成的。所以，天文學(xué)家們基于這一原因以及其他許多原因，總是喜歡將天文臺建造在高高的山頂上，因為在山頂，空氣較清朗，而且那里往往已處在了云層之上。

　　觀察可見光有兩種望遠(yuǎn)鏡。其中最著名、最古老的望遠(yuǎn)鏡是折射望遠(yuǎn)鏡，它由兩個透鏡組成。物鏡用于收集遙遠(yuǎn)天體發(fā)出的光線，并使光線在焦點上形成圖像。然后，目鏡再將焦點圖像放大。業(yè)余望遠(yuǎn)鏡一般都是折射望遠(yuǎn)鏡，就連軍用望遠(yuǎn)鏡也是如此。

　　望遠(yuǎn)鏡收集光線

　　望遠(yuǎn)鏡最重要的功能就是收集光線。大物鏡因為采光多可以顯示出弱光物體。但由于玻璃透鏡大到一定尺寸之后就顯得笨重，所以，大型望遠(yuǎn)鏡一般都做成反射望遠(yuǎn)鏡。反射望遠(yuǎn)鏡最初為牛頓所發(fā)明。在反射望遠(yuǎn)鏡上，拋物面鏡產(chǎn)生出焦點圖像。反射鏡重量較輕，制造起來比透鏡容易。另外，反射鏡也不會產(chǎn)生干擾性的色差，而這種色差在透鏡上則會因光的各種色彩折射不同而產(chǎn)生。

　　射電波也能穿透大氣層。射電望遠(yuǎn)鏡在結(jié)構(gòu)上類似于光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，只是因為射電望遠(yuǎn)鏡要收集較長的波長，所以其尺寸比光學(xué)望遠(yuǎn)鏡大得多。但盡管這樣，它的分辨率還不是很高。不過射電望遠(yuǎn)鏡的這種缺陷可以通過連接若干高高居于地面之上的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡來加以克服。

　　環(huán)地球軌道天文觀察站的建立，為天文學(xué)開辟了一系列全新的波長分支學(xué)科：紫外天文學(xué)、紅外天文學(xué)和X射線天文學(xué)。此外，哈勃太空望遠(yuǎn)鏡也使光學(xué)天文學(xué)向前邁進(jìn)了幾大步。

　　如何“閱讀”星星發(fā)出的光

　　光譜學(xué)在天文學(xué)領(lǐng)域取得了重大的成果。攝譜儀將恒星發(fā)出的光按波長展開，形成光譜。如果人們用曲線形式表現(xiàn)出光的強弱程度，那么，曲線的頂峰顯示的就是表面溫度。一塊處在加熱過程中的金屬，它首先發(fā)出紅光，接著是白光，最后是藍(lán)光。所以，溫度較低的恒星，其發(fā)出的光多為長波光，處于光譜的紅色端，如獵戶座的紅巨星參宿四所發(fā)出的光。溫度較高的恒星如我們的太陽，其射線最大值在可見光譜的中央，是眾多色彩的混合，呈黃色。與此相反，表面溫度超過30000℃的高溫恒星，它們則發(fā)出白色光或藍(lán)色光。這類高溫恒星主要發(fā)射可見光譜短波端的紫外射線。明亮星星的不同顏色，人們用肉眼就可以辨別出來。

　　一顆恒星的光譜會存有大量的暗線。暗線的出現(xiàn)表明這一波長的光被恒星大氣層中的某些氣體所吸收。圍繞原子核運行的電子，它是在不同能級之間跳動，還是從軌道上跳上跳下，這要取決于它是吸收能量還是釋放能量(能量以一定波長的射線形式出現(xiàn))。每一種元素的可見光射線都有一個完全固定的，且為自己所獨有的波長。光譜線及光譜線間的暗線明確地顯示出一顆恒星由哪幾種元素構(gòu)成。

　　當(dāng)然，光譜線條模型在光譜上常常會發(fā)生移動，或向長波，或向短波。這就是所謂的多普勒位移。多普勒位移的方向和程度表明，一顆星星正以什么樣的速度在遠(yuǎn)離我們，或靠近我們。

天文學(xué)是自然科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科。它是以觀察及解釋天體的物質(zhì)狀況及事件為主的學(xué)科。主要研究天體的分布、運動、位置、狀態(tài)、結(jié)構(gòu)、組成、性質(zhì)及起源和演化。在古代，天文學(xué)還與歷法的制定有不可分割的關(guān)系。天文學(xué)與其他自然科學(xué)不同之處在于，天文學(xué)的實驗方法是觀測，通過觀測來收集天體的各種信息。因而對觀測方法和觀測手段的研究，是天文學(xué)家努力研究的一個方向。物理學(xué)和數(shù)學(xué)對天文學(xué)的影響非常大，他們是現(xiàn)代進(jìn)行天文學(xué)研究不可或缺的理論輔助
天文學(xué) - 研究對象和領(lǐng)域天文學(xué)的研究對象是各種天體。地球也是一個天體，因此作為一個整體的地球也是天文學(xué)的研究對象之一。最初，古人觀察太陽、月球和天空中的星星來確定時間、方向和歷法，并記錄天象。

隨著天文學(xué)的發(fā)展，人類的探測范圍到達(dá)了距地球約100億光年的距離，根據(jù)尺度和規(guī)模，天文學(xué)的研究對象可以分為：

行星層次

包括行星系中的行星、圍繞行星旋轉(zhuǎn)的衛(wèi)星和大量的小天體，如小行星、彗星、流星體以及行星際物質(zhì)等。太陽系是目前能夠直接觀測的唯一的行星系。但是宇宙中存在著無數(shù)像太陽系這樣的行星系統(tǒng)。

恒星層次

現(xiàn)在人們已經(jīng)觀測到了億萬個恒星，太陽只是無數(shù)恒星中很普通的一顆。

星系層次

人類所處的太陽系只是處于由無數(shù)恒星組成的銀河系中的一隅。而銀河系也只是一個普通的星系，除了銀河系以外，還存在著許多的河外星系。星系又進(jìn)一步組成了更大的天體系統(tǒng)，星系群、星系團(tuán)和超星系團(tuán)。
整個宇宙。

一些天文學(xué)家提出了比超星系團(tuán)還高一級的總星系。按照現(xiàn)在的理解，總星系就是目前人類所能觀測到的宇宙的范圍，半徑超過了100億光年。

在天文學(xué)研究中最熱門、也是最難令人信服的課題之一就是關(guān)于宇宙起源與未來的研究。對于宇宙起源問題的理論層出不窮，其中最具代表性，影響最大，也是最多人支持的的就是1948年美國科學(xué)家伽莫夫等人提出的大爆炸理論。根據(jù)現(xiàn)在不斷完善的這個理論，宇宙是在約137億年前的一次猛烈的爆發(fā)中誕生的。然后宇宙不斷地膨脹，溫度不斷地降低，產(chǎn)生各種基本粒子。隨著宇宙溫度進(jìn)一步下降，物質(zhì)由于引力作用開始塌縮，逐級成團(tuán)。在宇宙年齡約10年時星系開始形成，并逐漸演化為今天的樣子。

現(xiàn)代天文學(xué)研究的領(lǐng)域非常廣泛，有許多非常熱門的研究課題。例如：

中微子振蕩問題
日震與星震
超新星
脈沖星、中子星和奇異星
X射線雙星
類星體和活動星系核
黑洞和吸積盤
γ射線暴
星系團(tuán)
宇宙微波背景輻射
引力透鏡
引力波的探測
暗物質(zhì)與暗能量
編輯本段 回目錄 天文學(xué) - 天文學(xué)分支天文學(xué)的分支主要可以分為理論天文學(xué)與觀測天文學(xué)兩種。天文學(xué)觀察家常年觀察天空，并將所得到的信息整理后，理論天文學(xué)家才可能發(fā)展出新理論，解釋自然現(xiàn)象并對此進(jìn)行預(yù)測。

天文學(xué)中習(xí)慣于按照研究方法和觀測手段來分類：

按照研究方法，天文學(xué)可分為：

天體測量學(xué)
天體力學(xué)
天體物理學(xué)：主要研究物理學(xué)在天文學(xué)中的應(yīng)用以及利用物理學(xué)來解釋天文學(xué)觀測的結(jié)果。

按照觀測手段，天文學(xué)可分為：

光學(xué)天文學(xué)
射電天文學(xué)
紅外天文學(xué)
X射線天文學(xué)
伽馬射線天文學(xué)
空間天文學(xué)
其他更細(xì)分的學(xué)科還有：

天文學(xué)史-業(yè)余天文學(xué)-宇宙學(xué)-星系天文學(xué)-超星系天文學(xué)-遠(yuǎn)紅外天文學(xué)-伽馬射線天文學(xué)-高能天體天文學(xué)

無線電天文學(xué)-太陽系天文學(xué)-紫外天文學(xué)-X射線天文學(xué)-天體地質(zhì)學(xué)-等離子天體物理學(xué)-相對論天體物理學(xué)

中微子天體物理學(xué)-大地天文學(xué)-行星物理學(xué)-宇宙磁流體力學(xué)-宇宙化學(xué)-宇宙氣體動力學(xué)-月面學(xué)-月質(zhì)學(xué)

運動學(xué)宇宙學(xué)-照相天體測量學(xué)-中微子天文學(xué)-方位天文學(xué)-航海天文學(xué)-航空天文學(xué)-河外天文學(xué)-恒星天文學(xué)

恒星物理學(xué)-后牛頓天體力學(xué)-基本天體測量學(xué)-考古天文學(xué)-空間天體測量學(xué)-歷書天文學(xué)-球面天文學(xué)

射電天體測量學(xué)-射電天體物理學(xué)-實測天體物理學(xué)-實用天文學(xué)-太陽物理學(xué)-太陽系化學(xué)-星系動力學(xué)-天體生物學(xué)

天體演化學(xué)-天文地球動力學(xué)-天文動力學(xué)
編輯本段 回目錄 天文學(xué) - 研究方法與手段天文學(xué)研究的對象有極大的尺度，極長的時間，極端的物理特性，因而地面試驗室很難模擬。因此天文學(xué)的研究方法主要依靠觀測。由于地球大氣對紫外輻射、X射線和γ射線不透明，因此許多太空探測方法和手段相繼出現(xiàn)，例如氣球、火箭、人造衛(wèi)星和航天器等。

天文學(xué)的理論常常由于觀測信息的不足，天文學(xué)家經(jīng)常會提出許多假說來解釋一些天文現(xiàn)象。然后再根據(jù)新的觀測結(jié)果，對原來的理論進(jìn)行修改或者用新的理論來代替。這也是天文學(xué)不同于其他許多自然科學(xué)的地方。