天文学（Astronomy）是研究宇宙空间天体、宇宙的结构和发展的学科。内容包括天体的构造、性质和运行规律等。主要通过观测天体发射到地球的辐射，发现并测量它们的位置、探索它们的运动规律、研究它们的物理性质、化学组成、内部结构、能量来源及其演化规律。天文学是一门古老的科学，自有人类文明史以来，天文学就有重要的地位。

研究意义

天文学的研究对于我们的生活有很大的实际意义，对于人类的自然观有很大的影响。古代的天文学家通过观测太阳、月球和其他一些天体及天象，确定了时间、方向和历法。这也是天体测量学的开端。如果从人类观测天体，记录天象算起，天文学的历史至少已经有五六千年了。天文学在人类早期的文明史中，占有非常重要的地位。埃及的金字塔、欧洲的巨石阵都是很著名的史前天文遗址。哥白尼的日心说曾经使自然科学从神学中解放出来；康德和拉普拉斯关于太阳系起源的星云说，在十八世纪形而上学的自然观上打开了第一个缺口。

牛顿力学的出现，核能的发现等对人类文明起重要作用的事件都和天文研究有密切的联系。当前，对高能天体物理、致密星和宇宙演化的研究，能极大地推动现代科学的发展。对太阳和太阳系天体包括地球和人造卫星的研究在航天、测地、通讯导航等部门中都有许多应用。天文起源于古代人类时令的获得和占卜活动。

天文学循着观测-理论-观测的发展途径，不断把人的视野伸展到宇宙的新的深处。随着人类社会的发展，天文学的研究对象从太阳系发展到整个宇宙。现今，天文学按研究方法分类已形成天体测量学、天体力学和天体物理学三大分支学科。按观测手段分类已形成光学天文学、射电天文学和空间天文学几个分支学科。

研究对象

随着天文学的发展，人类的探测范围由目测的太阳、月球、天空中的星星到达了距地球约100亿光年的距离，根据尺度和规模，天文学的研究对象可以分为：

行星层次

包括行星系中的行星、围绕行星旋转的卫星和大量的小天体，如小行星、彗星、流星体以及行星际物质等。恒星系统。

恒星层次

现时人们已经观测到了亿万个恒星，太阳只是无数恒星中很普通的一颗。

星系层次

人类所处的太阳系只是处于由无数恒星组成的银河系中的一隅。而银河系也只是一个普通的星系，除了银河系以外，还存在着许多的河外星系。星系又进一步组成了更大的天体系统，星系群、星系团和超星系团。

宇宙

一些天文学家提出了比超星系团还高一级的总星系。按照现今的理解，总星系就是现时人类所能观测到的宇宙的范围，半径超过了100亿光年。

在天文学研究中最热门、也是最难令人信服的课题之一就是关于宇宙起源与演化的研究。对于宇宙起源问题的理论层出不穷，其中最具代表性，影响最大，也是最多人支持的就是1948年美国科学家伽莫夫等人提出的大爆炸理论。根据正不断完善的这个理论，宇宙是在约137亿年前的一次猛烈的爆发中诞生的。然后宇宙不断地膨胀，温度不断地降低，产生各种基本粒子。随着宇宙温度进一步下降，物质由于引力作用开始塌缩，逐级成团。在宇宙年龄约10年时星系开始形成，并逐渐演化为现时的样子。

研究方法

天文学研究的对象有极大的尺度，极长的时间，极端的物理特性，因而地面试验室很难模拟。因此天文学的研究方法主要依靠观测。由于地球大气对紫外辐射、X射线和γ射线不透明，因此许多太空探测方法和手段相继出现，例如气球、火箭、人造卫星和航天器等。

天文学的理论常常由于观测信息的不足，天文学家经常会提出许多假说来解释一些天文现象。然后再根据新的观测结果，对原来的理论进行修改或者用新的理论来代替。这也是天文学不同于其他许多自然科学的地方。

主干学科

天文学的分支主要可以分为理论天文学与观测天文学两种。天文学观察家常年观察天空，并将所得到的信息整理后，理论天文学家才可能发展出新理论，解释自然现象并对此进行预测。

理论天文学

观察天文学

按照研究方法，天文学可分为：

天体测量学

天体力学

天体物理学

按照观测手段，天文学可分为：

光学天文学

射电天文学

红外天文学

空间天文学

其他更细分的学科：

天文学史

业余天文学

宇宙学

星系天文学

超星系天文学

远红外天文学

伽马射线天文学

高能天体天文学

无线电天文学

太阳系天文学

紫外天文学

X射线天文学

天体地质学

等离子天体物理学

相对论天体物理学

中微子天体物理学

大地天文学

行星物理学

宇宙磁流体力学

宇宙化学

宇宙气体动力学

月面学

月质学

运动学宇宙学

照相天体测量学

中微子天文学

方位天文学

航海天文学

航空天文学

河外天文学

恒星天文学

恒星物理学

后牛顿天体力学

基本天体测量学

考古天文学

空间天体测量学

历书天文学

球面天文学

射电天体测量学

射电天体物理学

实测天体物理学

实用天文学

太阳物理学

太阳系化学

星系动力学

星系天文学

天体生物学

天体演化学

天文地球动力学

天文动力学

总结

天文学是研究天体、宇宙的结构和发展的自然科学，内容包括天体的构造、性质和运行规律等。

人类生在天地之间，从很早的年代就在探索宇宙的奥秘，因此天文学是一门最古老的科学，它一开始就同人类的劳动和生存密切相关。它同数学、物理、化学、生物、地学同为六大基础学科。

天文学的研究对于我们的生活有很大的实际意义，如授时、编制历法、测定方位等。天文学的发展对于人类的自然观有很大的影响。

天文学的一个重大课题是各类天体的起源和演化。天文学的主要研究方法是观测，不断的创造和改良观测手段，也就成了天文学家们不懈努力的一个课题。

未解决的问题

天文学在对于了解宇宙及其相关特性上，已有很大的进展。但仍有些天文学上的问题找不到解答。若要回答这些问题，可能要有新的地面或太空的天文仪器，也许在理论天文学或是观测天文学上需有新的进展。

恒星质量谱的来源是什么？为什么不论初始条件如何，天文学家都会观测到相同的恒星质量分布（初始质量函数）？可能需要对于星球及行星的形成有更深的了解。

是否存在外星生命？若有外星生命，是有智能的吗？若存在有智能的外星生命，要如何解释费米悖论。外星生命是否存在一事是在科学上及哲学上都有重要的意涵－太阳系是否有其独特性？

是什么导致了宇宙形成？微调宇宙假说是否正确？是正确，这是宇宙自然选择的结果吗？什么造成宇宙暴胀，导致一个均匀的宇宙？为何会有重子不对称性？

暗物质及暗能量的本质是什么？暗物质和暗能量决定了宇宙的演化及其命运，但人类对于其本质仍不清楚宇宙的终极命运会怎様？

第一个星系是如何形成的？超质量黑洞是如何形成的？

什么造成了超高能宇宙射线？