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天文觀測
觀測天體的重要手段是天文望遠鏡。可以毫不夸張地說，沒有望遠鏡的誕生和發展，就沒有現代天文學。隨著望遠鏡在各方面性能的不斷改進和提高，天文學也正經歷著巨大的飛躍，迅速推進著人類對宇宙的認識。
1608年，荷蘭眼鏡商李波爾賽偶然發現用兩塊鏡片可以看清遠處的景物，受此啟發，制造了人類歷史第一架望遠鏡。1609年，天文學家伽利略制作了一架口徑4.2厘米，長約1.2米的折射式望遠鏡。這架望遠鏡將天文學帶入了望遠鏡時代。
隨后在1611年，德國天文學家開普勒又將天文望遠鏡作了改進，提高了放大倍數。直到今天人們使用的折射式望遠鏡還是這兩種。天文望遠鏡采用的是開普勒式。折射望遠鏡的優點是焦距長，底片比例尺大，對鏡筒彎曲不敏感，比較適合于做天體測量方面的工作。但是它也有一定的缺陷，巨大的光學玻璃澆制也十分困難，到1897年折射望遠鏡的發展達到頂點，技術上的限制使得此后的一百多年中再也沒有更大的折射望遠鏡出現。
1668年誕生了第一架反射式望遠鏡。經過多次磨制非球面的透鏡失敗后，牛頓另辟思路發明了反射望遠鏡。用反射鏡代替折射鏡是一個巨大的成功。它有許多優點，而且相對于折射望遠鏡比較容易制作，雖然它也存在固有的不足。
折反射式望遠鏡最早出現于1814年。到了1931年，德國光學家施密特將一塊近于平行板的非球面薄透鏡與球面反射鏡相配合，制成了一架折反射望遠鏡。這種望遠鏡光力強、視場大、象差小，適合于拍攝大面積的天區照片，尤其是對暗弱星云的拍照效果非常突出。這類望遠鏡已經成了天文觀測的重要工具。它兼顧折射和反射兩種望遠鏡的優點，非常適合業余的天文觀測和攝影。
三百多年來，光學望遠鏡一直是天文觀測最重要的工具。
1932年，央斯基（Jansky. K. G）用無線電天線探測到來自銀河系中心（人馬座方向）的射電輻射，標志著人類打開了在傳統光學波段之外進行觀測的第一個窗口。二次大戰后，射電天文學脫穎而出。射電望遠鏡為射電天文學的發展起了關鍵的作用。六十年代天文學的四大發現：類星體、脈沖星、星際分子和宇宙微波背景輻射，都是用射電望遠鏡觀測得到的。
除了射電觀測，非可見光天文觀測還包括紅外觀測、紫外觀測、X射線觀測和γ射線觀測等。由于這幾種天文觀測受地球大氣的影響更大，人們往往將望遠鏡安裝在飛機上，或用熱氣球載上高空。此后又用火箭、航天飛機和衛星等空間技術將望遠鏡送到地球大氣層外。
空間觀測設備與地面觀測設備相比，有極大的優勢。光學空間望遠鏡可以比在地面接收到寬得多的波段。由于沒有大氣抖動，分辨率也得到了極大的提高。空間沒有重力，儀器也不會因自重而變形。
以天文學家哈勃的名字命名的哈勃空間望遠鏡（HST）是由美國宇航局主持建造的四座巨型空間天文臺中的第一座，也是所有天文觀測項目中規模最大、投資最多、最受公眾注目的一項。它籌建于1978年，設計歷時7年，1989年完成，并于1990年4月25日由航天飛機運載升空，耗資30億美元。但是由于人為原因造成的主鏡光學系統的球差，不得不在1993年12月2日進行了規模浩大的修復工作。成功的修復使哈勃望遠鏡的性能達到甚至超過了原先設計的目標。觀測結果表明它的分辨率比地面的大型望遠鏡高出幾十倍。它對國際天文學界的發展有非常重要的影響。