Людство спостерігає комети вже тисячі років, але лише в останні кілька століть їх почали вивчати як астрономічні явища. До сучасності великі комети викликали страх у всьому світі, вважалися поганими ознаками, що передвіщали катастрофи та безладдя, наприклад, проліт комети Галлея 1066 року зображувався як провісник нормандського завоювання Англії. У міру того, як астрономія розвивала планетарні теорії, розуміння природи та складу комет стало великою галуззю дослідження.

Комета Галлея, що з'являється кожні 75–76 років, відіграла ключову роль у вивченні комет, особливо їхніх орбіт. Такі мислителі, як Іммануїл Кант у вісімнадцятому столітті, висували гіпотези про фізичний склад комет. Сьогодні комети добре розуміються як «брудні сніжки» на еліптичних орбітах навколо Сонця, але вони продовжують бути об'єктами наукового та популярного захоплення. У 1994 році комета Шумейкера-Леві видовищно врізалася в атмосферу Юпітера. У 1997 році культ скоїв масове самогубство, натхненне проходженням комети Гейла-Боппа. З 1985 року космічні апарати відвідали загалом 8 комет.

Ранні спостереження Зі стародавніх джерел, таких як китайські кістки оракула, відомо, що люди помічали їхню появу протягом тисячоліть. Мало що відомо про те, що люди думали про комети до Арістотеля, який спостерігав свою однойменну комету, і більшість відомого походить з інших джерел. З клинописних астрономічних табличок та праць Арістотеля, Діодора Сицилійського, Сенеки та однієї, що приписується Плутарху, але зараз вважається Аецію, видно, що стародавні філософи поділялися на два основні табори. Одні вважали комети астрономічними сутностями; інші стверджували їхню метеорологічну природу.

Метеори та комети мали велике значення для корінних народів Мексики. Метеори по-різному трактувалися: їх вважали стрілами зоряних богів, їхніми недопалками або навіть їхніми випорожненнями. Вважалося, що такі «стріли» можуть влучити в тварин або людей, тому їх боялися, особливо під час нічних переходів.

Комети ж уявляли як «димні зорі» та сприймали як погані знамення, зокрема як передвісники смерті правителя.

Давньокитайські записи про появу комет були особливо корисними для сучасних астрономів. Вони є точними, обширними та послідовними протягом трьох тисячоліть. Минулі орбіти багатьох комет були повністю розраховані на основі цих записів, і найголовніше, що вони використовувалися для дослідження руху комети Галлея.Needham, Joseph, Science and Civilisation in China: Volume 3, Mathematics and the Sciences of the Heavens and the Earth, pp. 430–433, Cambridge University Press, 1959 . Стародавні китайці приймали важливі рішення, дивлячись на небесні ознаки, а комети були важливим сигналом, завжди катастрофічним. Згідно з теорією У Сіна (також відомої як п'ять елементів), комети вважалися ознаками дисбалансу інь та ян. Китайські імператори наймали спостерігачів спеціально для спостереження за ними. В результаті було прийнято деякі важливі рішення. Наприклад, імператор Руйцзун династії Тан зрікся престолу після появи комети в 712 році н. е. Вважалося, що комети мають військове значення. Наприклад, розпад комети 35 року н. е. інтерпретувався як передвістя знищення Гунсунь Шу У Ханем.

Згідно зі скандинавською міфологією, комети вважалися частинами черепа велетня Іміра. За легендою, Одін разом із братами вбив Іміра після Рагнароку й почав створювати світ (Землю) з його тіла. З його крові вони створили океани, із шкіри та м’язів - ґрунт, із волосся - рослинність, із мозку - хмари, а з черепа - небо. Чотири карлики, що відповідають чотирьом сторонам світу, утримували череп Іміра над Землею. Згідно з цим уявленням, комети на небі були уламками черепа Іміра, що падали з неба й зникали.

Єдине місце у світі, де поклоняються кометі, - це храм у Римі. Божественний Август вважав комету особливо сприятливою для себе, оскільки вона з'явилася на початку його правління під час ігор, які він влаштував на честь Венери-Прародительки невдовзі після смерті свого батька, коли він був членом релігійної організації, заснованої Цезарем.

У першій своїй книзі «Метеорології» Арістотель запропонував погляд на комети, який панував у західній думці майже дві тисячі років. Він відкинув ідеї кількох ранніх філософів про те, що комети є планетами, або принаймні явищем, пов'язаним з планетами, на тій підставі, що хоча планети обмежують свій рух колом Зодіаку, комети можуть з'являтися в будь-якій частині неба. Натомість він описував комети як явище верхніх шарів атмосфери, де збираються гарячі, сухі випари, які іноді спалахують. Арістотель вважав цей механізм відповідальним не лише за комети, а й за метеори, полярне сяйво і навіть Чумацький Шлях. Арістотель представив свою теорію про те, як виникли комети, спочатку стверджуючи, що світ поділений на дві частини: землю та небо. Верхні частини Землі, під Місяцем, містили такі явища, як Чумацький Шлях і комети. Ці явища були створені сумішшю чотирьох елементів, які природним чином зустрічаються на Землі: води, землі, вогню та повітря. Він висунув теорію, що Земля є центром Всесвіту, оточеного різними іншими планетами та зірками. Всесвіт, або більш відомий як небеса, заповнював порожнечу над земною атмосферою п'ятим елементом під назвою «Ефір». Арістотель вважав, що комети - це падаючі зірки, які еволюціонували в щось зовсім інше. Це довело, що комети виникли в результаті поєднання елементів, що знаходяться на Землі. Комети не могли походити з небес, оскільки небеса ніколи не змінюються, але комети постійно змінюються, рухаючись у космосі.

Теорія Анаксагора та Демокріта відхилялася від теорії Арістотеля, оскільки вони вважали комети лише тінями від планетарних затемнень. Піфагорійці стверджували, що комети - це планети, які обертаються навколо Сонця протягом тривалішого періоду часу по краю Сонця. Гіппократ Хіоський та Есхіл мали подібні переконання до піфагорійців, оскільки вони обидва вважали комети планетами з особливими властивостями. Хіос та Есхіл теоретизували, що комети - це планети, які мають нематеріальний хвіст, утворений атмосферою. Теорія Арістотеля про створення та властивості комети була поширеною аж до 1600-х років. Багато філософів та астрологів висунули власні теорії, щоб спробувати пояснити явище комети, але лише дві з них були актуальними. Теорія Арістотеля все ще переважала разом із теорією Сенеки.

Сенека вважав, що комети походять із небесної частини Всесвіту. Він рішуче заперечував теорію Аристотеля про те, що комети утворюються з елемента вогню, стверджуючи, що якби кометний вогонь потрапив у нижні шари атмосфери, він би лише посилювався. Водночас Сенека усвідомлював недоліки своєї теорії, розуміючи, що точні й послідовні спостереження комет є дуже складними. Сенека Молодший у своїх «Природних питаннях» зазначав, що комети регулярно рухаються небом і не турбуються вітром, що є більш типовим для небесних, ніж атмосферних явищ. Хоча він визнавав, що інші планети не з'являються поза Зодіаком, він не бачив жодної причини, чому планетоподібний об'єкт не міг би рухатися будь-якою частиною неба.

До шістнадцятого століття комети зазвичай вважалися поганими ознаками смерті королів чи знатних людей, майбутніх катастроф або навіть інтерпретувалися як напади небесних істот на земних мешканців. Найдавніше відоме зображення комети - це комета Галлея, зображена як жахлива ознака на гобелені з Байє, який зафіксував нормандське завоювання Англії в 1066 році н. е. Інша ілюстрація, опублікована в Нюрнберзькій хроніці в 1493 році, як стверджується, зображує появу комети в 684 році н. е., але та сама дерев'яна дошка використовується в цій хроніці для інших комет з 11 століття, і немає жодних доказів того, що зображення є чимось іншим, ніж загальним зображенням комети, створеним для видання 1493 року.

Досучасні погляди на комети В ісламістській імперії Насір ад-Дін ат-Тусі використовував феномен комет, щоб спростувати твердження Птолемея про те, що Земля не рухається. Алі Кушджі у своїй праці «Щодо передбачуваної залежності астрономії від філософії» відкинув арістотелівську фізику та повністю відокремив натурфілософію від астрономії. Після спостереження за кометами Алі Кушджі дійшов висновку, на основі емпіричних доказів, а не спекулятивної філософії, що теорія рухомої Землі так само ймовірно є істинною, як і теорія нерухомої Землі, і що емпірично вивести, яка теорія є істинною, неможливо.

У середині 1500-х років математик на ім'я Жан Пена виступив проти теорії комет Арістотеля, вивчаючи фізику та математику, що лежать в основі цього явища. Він дійшов висновку, що комети зберігають свій візуальний вигляд, незалежно від ракурсу та кута, під яким спостерігаються поблизу горизонту Сонця. Пена стверджував, що орієнтація та зовнішній вигляд комет зумовлені фізикою космосу. Пена стверджував, що комети знаходяться на більшій відстані від Землі, ніж Місяць, оскільки він проходить повз Місяць з більшою швидкістю через вплив земної гравітації. Хвіст комети вказує на напрямок Сонця, коли воно рухається в космосі, виходячи з законів заломлення. Хвіст комети складається з повітроподібного елемента, який є прозорим, коли його видно в космосі, але лише коли він повернутий від Сонця. Видимість хвоста пояснюється сонячними променями, що відбиваються від хвоста. Закони заломлення дозволяють людському оку візуально бачити хвіст комети в космосі в іншому положенні, ніж він є насправді, через відбиття від Сонця.

Велика комета з'явилася на небі над Європою 1577 року нашої ери. Тихо Браге вирішив спробувати оцінити відстань до цієї комети, вимірявши її паралакс – ефект, завдяки якому положення або напрямок об'єкта здається різним, якщо дивитися на нього з різних точок зору. Він припустив, що комети (як і планети) повертаються до своїх відповідних положень на небі, тобто комети також рухаються еліптичною траєкторією навколо Сонця. З іншого боку, астрономи, такі як Йоганнес Кеплер, вважають, що ці небесні тіла рухаються лінійним шляхом у космосі. Паралакс ближчого об'єкта на небі більший, ніж паралакс віддалених об'єктів на небі. Після спостереження Великої комети 1577 року Тихо Браге зрозумів, що положення комети на небі залишається незмінним незалежно від того, з якої точки Європи ви його вимірюєте. Різниця в положенні комети мала б бути більшою, якби комета знаходилася в межах орбіти Землі. Згідно з розрахунками Браге, в межах точності вимірювань, комета має бути щонайменше в чотири рази далі, ніж відстань від Землі до Місяця. Ескізи, знайдені в одному з нотаток Браге, вказують на те, що комета, можливо, пролетіла близько до Венери. Крім того, Тихо спостерігав за проходженням комети повз Меркурій, Марс і Сонце. Після цього відкриття Тихо Браге створив нову модель Всесвіту - гібрид між класичною геоцентричною моделлю та геліоцентричною, запропонованою в 1543 році польським астрономом Миколою Коперником - щоб додати комети. Браге зробив тисячі дуже точних вимірювань шляху комети, і ці висновки сприяли теоретизації Йоганном Кеплером законів руху планет та усвідомленню того, що планети рухаються по еліптичних орбітах.

Вивчення орбіт

Хоча існування комет у космосі вже було доведено, питання про те, як вони рухаються, обговорювалося протягом більшої частини наступного століття. Навіть після того, як Йоганнес Кеплер у 1609 році визначив, що планети рухаються навколо Сонця по еліптичних орбітах, він неохоче вірив, що закони, що керують рухом планет, також повинні впливати на рух інших тіл; він вважав, що комети рухаються між планетами по прямих лініях, і Едмонду Галлею потрібно було довести, що їхні орбіти насправді викривлені. Галілео Галілей, хоча й був переконаним коперніканістом, відкидав вимірювання паралакса Тихо, а його «Міркування про комети» дотримувалося арістотелівського уявлення про те, що комети рухаються по прямих лініях через верхні шари атмосфери.