L'Astronomia è la scienza che si occupa di tutti i corpi celesti dell'universo, inclusi i pianeti, i satelliti, le comete, gli asteroidi, le stelle, la materia interstellare, le galassie e gli ammassi di galassie. La moderna astronomia si divide in branche distinte: l'astrometria, cioè lo studio e l'osservazione delle posizioni e dei moti degli astri; la meccanica celeste, cioè lo studio matematico dei loro moti come descritto dalla teoria della gravitazione; l'astrofisica, cioè lo studio della loro composizione chimica e del loro stato fisico, condotto sulla base dell'analisi spettrale e delle leggi della fisica; e, infine, la cosmologia, cioè lo studio dell'universo nel suo insieme.

Origini

Già in tempi remoti, l'alternarsi del giorno e della notte e le osservazioni delle posizioni del Sole, della Luna e delle stelle suscitarono l'interesse dei popoli antichi che ben presto cominciarono ad utilizzare il moto regolare degli astri per misurare il tempo e per orientarsi sulla superficie terrestre. L'astronomia si sviluppò a partire da problemi quotidiani quali, ad esempio, la necessità di individuare la propria posizione durante i lunghi viaggi, oppure di stabilire i periodi adatti per la semina e la mietitura delle messi, o per le celebrazioni religiose.
I popoli antichi notarono che l'aspetto del cielo mutava con regolarità. Il Sole, che divide il giorno dalla notte, sorge ogni mattina in una certa direzione, l'oriente, si muove nel cielo nel corso della giornata e tramonta nella direzione opposta, l'occidente. Di notte sono visibili migliaia di stelle che seguono un percorso simile, spostandosi in gruppi numerosi attorno a un punto fisso, noto come polo celeste.
Anche la diversa durata del dì e della notte venne notata già nell'antichità. Nel corso delle giornate più lunghe il Sole, visto dall'emisfero boreale, sorge spostato verso nord rispetto all'est e raggiunge la sua massima altezza in cielo a mezzogiorno; nel periodo delle giornate corte, invece, sorge spostato verso sud e rimane più basso sull'orizzonte. L'osservazione delle stelle che appaiono a occidente dopo il tramonto, o a oriente prima dell'alba, mostra che la posizione del Sole rispetto alle stelle cambia gradualmente. Furono forse gli egizi i primi a scoprire che esso si muove attraversando tutta la sfera delle stelle fisse in circa 365 giorni.
Studi ulteriori mostrarono che il Sole, la Luna e cinque pianeti brillanti si muovono tra le stelle restando all'interno di una stretta fascia detta zodiaco. La Luna percorre lo zodiaco velocemente, superando il Sole ogni 29,5 giorni circa, e a questo intervallo di tempo venne dato il nome di mese sinodico. Osservando le stelle, gli antichi tentarono di organizzare una ripartizione del tempo in giorni, mesi e anni, stabilendo un calendario.