мини|250п|Маглина Рак сликана телескопом Хабл. Астрономија (старогрчки: αστρον + νόμος и у преводу значи закон звезда) је наука која проучава објекте и појаве изван Земље и њене атмосфере. Она проучава порекло, развој, физичка и хемијска својства, кретање, као и процесе који се одвијају на небеским телима (као што су планете, звезде, звездани системи, галаксије...), појаве као што је космичко позадинско зрачење, и настанак, развој и судбину свемира. Особе које се баве астрономијом зову се астрономи.
Астрономија је једна од најстаријих наука. Астрономи раних цивилизација изводили су планска запажања о ноћном небу, а астрономски артефакти су пронађени и из много ранијег периода. Међутим, било је потребно откриће телескопа пре него што је астрономија могла да се развије у савремену науку. Историјски гледано, астрономија је укључивала разноврсне дисциплине као што су астрометрија, небеска навигација, посматрачка астрономија, израда календара, па чак и астрологија, али професионална астрономија се данас често поистовећује са астрофизиком. Од 20. века, професионална астрономија је подељена на посматрачке и теоријске гране. Посматрачка астрономија усмерена је на стицање и анализирање података, углавном коришћењем основних принципа физике. Теоријска астрономија је усмерена према развоју рачунарских или аналитичких модела за описивање астрономских објеката и појава. Два поља допуњују једно друго, тако да теоријска астрономија настоји објаснити резултате посматрања, а посматрања се користе се за потврду теоријских резултата.
Астрономија се мора разликовати од астрологије која је псеудонаука о предвиђању људске судбине посматрањем путања звезда и планета. Иако два поља деле заједничко порекло и део методологије (наиме, коришћење ефемерида), она су различита.
Ова наука се разликује од свих других због тога што изучава све оно ван планете Земље. Иако на први поглед изгледа као неважна, астрономија и њене гране су веома битне за разумевање свега у универзуму.
Астрономи аматери су допринели многим важним астрономским открићима, и астрономија је једна од преосталих наука у којој аматери још увек могу играти активну улогу, посебно у откривању и посматрању пролазних појава.
Лексикологија Реч астрономија буквално значи закон звезда или, зависно о преводу, култура звезда, и изведена је из грчког αστρονομία, астрономиа, која је настала од речи άστρον (астрон — звезда) и νόμος (номос — закон или култура).
Употреба израза астрономија и астрофизика Уопштено, у данашње време, било појам астрономија било астрофизика може се користити за ову тему. Према речничкој дефиницији, астрономија се односи на „проучавање материје и тела ван Земљине атмосфере и њихових физичких и хемијских својстава“, а астрофизика се односи на грану астрономије која се бави „понашањем, физичким својствима и динамичким процесима небеских објеката и појава“. Понекад, као у уводу уџбеника Физички свемир () Френка Шуа, астрономија се користи за описивање квалитативног проучавања теме, док се астрофизика користи за описивање дела науке оријентисаног на физику. Но, пошто се већина модерних астрономских истраживања бави темама везаним за физику, модерна астрономија може се у ствари назвати и астрофизиком, иако је појам астрономија у значењу шири од појма астрофизика, и подразумева више области, као што су на пример астрометрија, небеска механика, космологија, па и неке мултидисциплинарне области као што су астробиологија, археоастрономија, и слично. Многи професионални астрономи у ствари су школовани као физичари. Један од водећих научних часописа у пољу зове се Астрономија и астрофизика ().
Историја
Рана историја мини|Небеска мапа из 17. века, коју је израдио холандски картограф Фредерик де Вит. У раним временима, астрономија је једино обухватала посматрање и предвиђања кретања објеката видљивих голим оком. На неким местима, као што је Стоунхенџ, ране културе скупиле су масивне предмете који су вероватно имали одређене астрономске сврхе. Поред њихових церемонијалних употреба, ове опсерваторије могле су бити коришћене да се изради и прати календар и утврде годишња доба, што је важан фактор за знање када засадити усеве, као и у разумевању дужине године. Астрономија је такође имала велик утицај на развој човечанства, јер су прикупљено знање и искуство унапредили економију, трговину, поморство.
Пре него што су измишљени инструменти као што је телескоп рано проучавање звезда и неба је вршено голим оком, са доступних повољних положаја, високих грађевина и земљишта.
Најранији познати астрономски уређај је Антикитера механизам, антички грчки уређај за прорачунавање кретања планета, који датира из око 150—80. п. н. е., и први је предак астрономских рачунара. Он је откривен на древној олупини код грчког острва Антикитера, између Китере и Крита у Егејском мору. Уређај је постао познат по својој примени диференцијала, за кога се раније веровало да је смишљен у 16. веку, и минијатуризацију и сложеност његових делова, упоредивих са сатом из 18. века. Изворни механизам приказан је у Бронзаној збирци Националног археолошког музеја у Атини, заједно са репликом.
Како су се цивилизације развијале, посебно Месопотамија, Египат, Персија, Грчка, Маје, Индија, Кина, Нубија — и исламски свет, прављене су астрономске опсерваторије и почеле су се истраживати идеје о природи свемира. Већина ране астрономије у ствари се састојала од картирања положаја звезда и планета, наука која се данас назива астрометрија. Из ових запажања, формиране су ране идеје о кретању планета, а природа Сунца, Месеца и Земље у свемиру су филозофски истраживане. У Месопотамији су поделили годину на 12 месеци и дали имена сазвежђа Зодијака. У Египту су одредили трајање године, а преступна година потиче од тог времена. Халдејци су открили да се помрачења Месеца понављају у циклусу познатом као сарос.Астрономски магазин: У то доба су у Кини умели да предвиде помрачење Месеца и Сунца, а време су мерили сунчаним сатовима. Нагнутост еклиптике у односу на небески екватор је процењена још 1000. п. н. е. у Кини. У културама Америка, пре Колумба, имали су прецизне податке о кретањима небеских тела и о трајању године. У Старој Грчкој су увели поред посматрања и мисаоне експерименте и логичко закључивање. Аристарх (310—210. п. н. е.) је ставио Сунце у центар око кога обилази Земља и друге планете (хелиоцентрични систем). Хипарх (180—125. п. н. е.) је направио каталог звезда и разврстао их на основу сјаја у шест група; открио је прецесију земљине осе, а проценио димензије и удаљеност Месеца. Школа Математике и статистике, Универзитет Св. Андреје, Шкотска Птолемеј је геоцентрични систем описао у делу „Велика синтеза“. Овај систем подразумева редослед у коме се Земља налази у центру, а затим Месец, Меркур, Венера, Сунце, Марс, Јупитер, Сатурн и на крају звезде. Птолемеј је редослед одредио на основу брзина објеката на небу. Месец обиђе небо за један месец, Сунце за годину дана, а Сатурн за 29,5 година. Да би помирио погрешне идеје са посматрањима Птолемеј сматра да се свака планета окреће у малим круговима (епицикли) док орбитира око Земље. Птолемејов Геоцентрични систем је била водећа теорија током наредних 1400 година.
Током средњег века, посматрачка астрономија је углавном стагнирала у средњовековној Европи, барем до 13. века. Међутим, посматрачка астрономија процветала је у исламском свету и другим деловима света. Арапска култура, у познатом свету, постаје центар астрономије од 9. века. Од тада, Арапи, граде бројне опсерваторије – велике астрономске инструменте, зидне квадранте коришћени за мерење надморске висине астрономских објеката на преласку преко равни север-југ (меридијана). Неки од истакнутих арапских астронома су направили значајне доприносе науци, рецимо Ал-Батани и Тебит. Астрономи су у том периоду увели многа арапска имена која се сада користе за имена сјајнијих звезда на небу. Такође се верује да су комплекси у Великом Зимбабвеу и Тимбукту могле имати астрономску опсерваторију. Европљани су сматрали да није било астрономских осматрања у преколонијалној средњовековној подсахарској Африци, али модерна открића показују другачије.
Научна револуција мини|десно|усправно|Галилејеве скице и посматрања Месеца откриле су он има брдовиту површину. 220px|мини|Универзални астрономски инструмент Askania, 20. век Никола Коперник (1473—1543) је описао хелиоцентрични систем у делу „О кружењу небеских тела“ 1543. године. Овај систем показује да Земљина оса није фиксирана и да је Месец Земљин сателит. Галилео Галилеј (1564—1642) у посматрање уводи дурбин открива планине на Месецу, уочава да Венера има мене и схвата да њихово постојање може да се објасни само ако кружи око Сунца а не око Земље. Уочава тамне мрље на Сунцу и открива четири Јупитерова сателит, а у Млечном путу види појединачне звезде. Године 1616. теолошки саветници инквизиције осудили су га због тога што је заступао нову астрономију (залагао се за Коперников хелиоцентрични систем), и тада му је забрањено да заступа, предаје и брани осуђено учење. Почетком 17. века у Холандији се појављују први телескопи рефрактори. Године 1608. Ханс Липершеи (Hans Lippershey) пријавио је патент за откриће телескопа, али је одбијен јер су сличне инструменте пријавили и други оптичари Захарије Јансен (Zacharias Janssen) и Јакоб Метијус (Jacob Metius). У исто време, Галилео Галилеј је 1609. године унапредио оптичку конструкцију и први употребио телескоп за астрономска посматрања. Галилео Галилеј је користио телескопе који су имали увећање 15 и 20 пута и димензије сочива 2-3 центиметра. Године 1663. године Џејмс Грегори је конструисао рефлектујући телескоп са великим удубљеним примарним огледалом и мањим удубљеним секундарним огледалом које је одбијало назад кроз отвор у примарном огледалу до сочива које се налазило на доњем крају цеви. Исак Њутн (1643-1727) је 1672. године поправио конструкцију и додао равно секундарно огледало које је одбијало прикупљену светлост на окулар постављен са стране главне цеви
Кеплер је први математички дошао до законитости који су исправно описали кретања планета са Сунцем у жижи елиптичних путања којим се крећу планете. Међутим, Кеплер није успео да састави теорију која стоји иза закона које је записао. Тек су Њутново откриће небеске динамике и његов закон гравитације коначно објаснили кретање планета.
Даља открића пратила су побољшања у величини и квалитету телескопа. Опсежније звездане каталоге израдио је Лакај. Астроном Вилијам Хершел направио је детаљан каталог маглина и јата, а у 1781. открио планету Уран, прву пронађену помоћу телескопа. Удаљеност до једне звезде је први пут објављена у 1838. када је Фридрих Бесел измерио паралаксу звезде 61 Лабуда.
Крајем осамнаестог и почетком деветнаестог века, пажња коју су проблему три тела посветили Ојлер, Клеро и Д'Аламбер довела је до тачнијег предвиђања о кретању Месеца и планета и процвата небеске механике. Овај рад су додатно усавршили Лагранж и Лаплас, чиме су масе планета и сателита могле бити процењене према пертурбацијама њихових путања.
Значајан напредак у астрономији дошао је увођењем нових технологија, укључујући спектроскопију и фотографију. Фраунхофер је открио око 600 линија у спектру Сунца у 1814—1915. које је, 1859, Кирхоф приписао присутности различитих елемената на Сунцу. За остале звезде у свемиру се показало да су сличне нашем Сунцу, али са широким распоном температура, маса, и величина.