bélyegkép|263px|A Hubble űrtávcső
A csillagászat vagy latinosan asztronómia (, ) az emberiség egyik legrégebbi tudományága. A Földön kívüli jelenségek megfigyelésével és magyarázatával foglalkozó természettudomány. Az asztrofizika a csillagászat (és a fizika) azon része, amely a fizikát alkalmazza a csillagászati megfigyelések magyarázatában. Napjainkban a csillagászat szinte minden témaköre komoly fizikai ismeretanyagot feltételez, ezért a csillagászat és az asztrofizika tudománya már-már összefonódik. Szinte meg sem lehet különböztetni, hogy hol kezdődik az egyik és hol ér véget a másik.
A csillagászat egyike azon kevés tudományoknak, ahol az amatőrök (a tudománnyal nem hivatásszerűen, hanem műkedvelő módon foglalkozók) még mindig aktív szerepet játszanak, különösen a rövid ideig tartó jelenségekhez kapcsolódó felfedezések és megfigyelések terén.
Az asztronómiát nem szabad összekeverni az asztrológiával, ami megpróbál az emberek sorsával kapcsolatos megállapításokat tenni az égitestek jellemzőinek megfigyelésével. Bár az asztrológiának és az asztronómiának közös történeti gyökere van, módszerüket tekintve mégis nagyon eltérőek. Míg az asztronómia a ma elfogadott természettudományos megközelítést alkalmazza, az asztrológia egyfajta kulturális hagyomány talaján áll, és nem tekinthető az akadémikus tudományok részének.
Etimológia Az asztronómia szó az ógörögből magyarosodott helyesírású fogalom, jelentése: a „csillagok törvénye”, vagy a „csillagok kultúrája”, esetleg egyszerűen „az égitestek csoportja” (illetve annak vizsgálata). Az ógörög αστρονομία (asztronomia) szóból származik, amely az άστρον (asztron) és νόμος (nomosz) szavak összetétele. Az asztron jelentése „csillag, csillagkép”, illetve elvont értelemben vett „égitest”. A nomosz viszont sok jelentésű szó. Általában valamilyen definiálható csoportot, társulást, elhatárolható földrajzi vagy politikai fogalmat takar. Így jelenthet kultúrát, közigazgatási körzetet, vagy akár törvényt is.
Az asztrofizika és az asztronómia használata Az asztrofizika a csillagászat (és a fizika) azon része, amely a fizikát alkalmazza a csillagászati megfigyelések magyarázatában. Manapság a csillagászat szinte minden témaköre komoly fizikai ismeretanyagot feltételez, ezért a csillagászat és az asztrofizika tudománya összefonódik. A szótári definíció szerint az asztronómia a Föld légkörén kívüli tárgyak és anyagok fizikai és kémiai tulajdonságainak tanulmánya, míg az asztrofizika az égi objektumok és jelenségek fizikai tulajdonságainak és viselkedésének megfigyelése, illetve ezek modellezése. Frank Shu: The Physical Universe című művének bevezetőjében az asztronómiát a kvalitatív kutatások leírására használja, míg az asztrofizikát a fizikához köthető tudományok leírására. Mivel a legtöbb csillagászati kutatás a fizikával kapcsolatos témákkal is foglalkozik, ezért ma már az asztrofizikát gyakran a csillagászat szinonimájaként használják, sőt néhány csillagász képzett fizikus. A csillagászat európai vezető tudományos folyóirata az Astronomy and Astrophysics.
Története Ókor bélyegkép|200px|A ptolemaioszi rendszer Andreas Cellarius Harmonia Macrocosmica című művében (1660 körül)
Eleinte a csillagászat csak a szemmel látható égitestek megfigyelésére és mozgásuk előrejelzésére korlátozódott. Egyes helyeken, mint a Stonehenge, a korai kultúrák hatalmas objektumokat készítettek, amelyek egy részét valószínűleg csillagászati célra alkalmazták. Amellett, hogy ezeket az objektumokat vallási célokra használták, meg tudták határozni az évszakok hosszát, így naptárt is készíthettek. A csillagászat segítette az emberiség fejlődését a kereskedelemben, a hajózásnál és a gazdaságban.
Az ókori görögök számos újítást vezettek be a csillagászatba, többek között a Hipparkhosz által bevezetett magnitúdórendszert a csillagok fényességének jellemzésére, valamint a bolygók mozgásának viszonylag pontos leírását epiciklusok segítségével. Már az i. e. 4. században a Pontoszi Hérakleidész felvetette, hogy az égitestek látszólagos forgása a gömb alakú Föld tengely körüli forgása miatt van, továbbá hogy a Merkúr és a Vénusz a Nap körül keringenek, de a Nap és a többi bolygó a Föld körül (részleges heliocentrikus világkép). Utóda, a Szamoszi Arisztarkhosz már Kopernikusz előtt 1800 évvel hirdette, hogy a Föld és a többi bolygó is a Nap körül keringenek (heliocentrikus világkép). E tan akkoriban ismert volt (a kortárs Arkhimédész említi), de később feledésbe merült. Az i. sz. 2. században Klaudiosz Ptolemaiosz arra következtetett, hogy a Föld a világegyetem középpontja, és hogy a Nap, a Hold és a csillagok forognak körülötte. Ezt nevezik geocentrikus világképnek.
Az első ismert csillagászati berendezést, az antiküthérai szerkezetet is a görögök találták fel. A mechanizmust i. e. 150–80 között készítették, és a bolygók mozgását mutatta. A szerkezetre 1902. május 17-én bukkantak a tenger mélyén keresgélő szivacshalászok, 40 méter mélységben, a Küthéra és Kréta között fekvő Antiküthéra sziget mellett, egy az i. e. 1. században elsüllyedt római hajóroncsban. A készülék maradványait 1902-ben Valeriosz Sztaisz régész szerezte meg az athéni Nemzeti Régészeti Múzeum számára.
A Bibliában számos utalás található a Föld és a világegyetem elhelyezkedésére, illetve szerkezetére, a csillagok és a bolygók természetére. A bemutatott ismeretek a korabeli, elsősorban mezopotámiai, másodsorban egyiptomi és görög világképekkel rokon kozmogóniát tükröznek. A bibliai világképet azonban nem szabad a mai leíró tudomány szempontjából megítélnünk; legfőbb üzenete nem tudományos, hanem teológiai: az anyagi világ nem Isten, hanem tisztán matéria – ez a teológiai felismerés a mezopotámiai, egyiptomi és görög csillagistenek burjánzásának korában rendkívüli jelentőségű, és ezáltal nyílt meg az út a tudomány számára is (amely így elválhatott a teológiától).
A távcső felfedezése előtt is számos csillagászati felfedezés történt. A kínaiak már i. e. 1000 körül tudták, hogy a Föld tengelydőlése okozza az évszakok változását. A kháldok tudták, hogy a holdfogyatkozás ciklikus, amelyet szároszciklusnak neveztek el. Hipparkhosz az i. e. 2. században megbecsülte a Hold–Föld távolságot.
Mezopotámiában nem csak a holdfogyatkozás ciklikusságát tudták, hanem a napfogyatkozásét is. Így képesek voltak meghatározni hét mozgó égitestet: a Napot, a Holdat, a Merkúrt, a Vénuszt, a Marsot, a Jupitert és a Szaturnuszt. Ezeket – a Nap és a Hold, mint láthatóan kiterjedéssel rendelkező égitestek kivételével – vándor vagy bolyongó csillagoknak nevezték a mozgásuk miatt, így keletkezett a „bolygó” név.
Az egyiptomiak is fejlett csillagászati ismeretekkel rendelkeztek. Tudták például, hogy a Szíriusz csillag heliákus kelése egybeesett a Nílus áradásával. Ezért csillagászati megfigyelésekkel (a Szíriusz Nappal való együtt kelése megfigyelésével), előre tudták jelezni a Nílus folyó áradását.
Közép- és újkor bélyegkép|200px|18. századi perzsa asztrolábium bélyegkép|200px|Kopernikusz csillagászati vízióját részletező kozmológiai rendszer, Ptolemaiosz és Tycho Brahe rendszerének vázlatával körülvéve (1732) A (kora-) középkori Európában, a népvándorlás zavaros századaiban, a megfigyelő csillagászat nem igazán volt fejlett. A kontinensen az egyház által elfogadott geocentrikus világnézet terjedt el.
Ekkoriban a bagdadi csillagvizsgáló volt a legfejlettebb, az iszlám világ egyéb területein (kairói csillagvizsgáló, córdobai, sevillai oktatási központ, szamarkandi obszervatórium) működtek jelentős csillagászati központok. Az első obszervatóriumok a 9. században létesültek a muzulmán világban., in Ebben a században fordították le arabra Ptolemaiosz: Megalé szintakszisz című munkáját, amelynek címe al-Madzsiszti lett. Abu Maasar al-Balhi a Szaturnusz tömegvonzását, a csillagok együttállását tanulmányozta. Legnagyobb műve a De magnis coniunctionibus volt, amelyet 1489-ben adtak ki. Az Androméda-galaxist a perzsa csillagász, Abd ar-Rahmán asz-Szúfi, 964-ben megjelent munkájában már „kis köd”-ként írta le.
Ebben az időben India csillagvizsgálóiban már lényegében heliocentrikus számítási módokat alkalmaztak a bolygók helyzetének meghatározására (Árjabhata, Nílakantha). A keleti (India, Buhara) középkori csillagászat inkább a matematika numerikus módszereiben és a trigonometriában jeleskedett, míg Bagdadtól nyugatra a megfigyelési csillagászat volt erősebb. A bagdadi csillagvizsgáló után létesült Teheránban al-Hudzsandi perzsa csillagász nagy obszervatóriuma, jelentős meridiánműszerrel (kulmináció), amely lehetővé tette, hogy meghatározzák az ekliptika hajlásszögét az égi egyenlítőhöz. Szintén Perzsiában Omar Hajjám naptárreformot vezetett be, és új naptára pontosabb volt, mint a Julianus-naptár, és majdnem olyan pontos, mint a Gergely-naptár. 1079-ben ez lett a perzsa naptár, amely 1925-ig volt érvényben. A 9. század végén egy bagdadi csillagász, al-Fargáni kimerítően leírta az égitestek mozgását. Munkáját latinra is lefordították a 12. században.
A bagdadi csillagvizsgálót és ezzel az iszlám csillagászat legfontosabb központját a mongol betörés pusztította el. Ekkorra már jól ismertté váltak Európa első egyetemein és számos kolostorában a görögök (Platón, Arisztotelész, Plutarkhosz stb.) és az arabok, elsősorban al-Fargáni és Averroës (Ibn Rusd) csillagászati munkái. Az európai középkor saját eredményei a 12–13. századtól meghatározóak (Roger Bacon optikai munkái, Nicolaus Cusanus, Oresmus heliocentrikus kozmogóniája, Tycho Brahe megfigyelései).
A reneszánsz alatt Kopernikusz javasolta a Naprendszer heliocentrikus modelljét, az 1543-ban megjelent De Revolutionibus Orbium Coelestium (Az égi pályák körforgásáról) című művében. Munkáját Galileo Galilei és Johannes Kepler védelmébe vette, és számos tekintetben továbbfejlesztette. Galilei használta fel a távcsövet először komoly csillagászati megfigyelésekre. Kepler volt az első, aki a bolygók mozgásának leírására először ellipszispályát mert feltételezni (előtte körpályát feltételeztek).
Néhány kutató szerint Nagy-Zimbabwe is egy csillagászati obszervatórium volt. Korábban az európaiak úgy vélték, hogy a gyarmatosítás előtt nem volt semmilyen csillagászati eszköz Afrikában, de a modern tudósok ezt kétségbe vonják.
A bolygók mozgásainak törvényeit Johannes Kepler írta le Tycho Brahe megfigyelései nyomán.Forbes, 1909, pp. 49–58 Később az angol Isaac Newton gravitációs törvénye (1687) adott elsőként konkrét magyarázatot arra, hogy a bolygók miért a Kepler által leírt módon mozognak. Newton fejlesztette ki a tükrös távcsövet is.Forbes, 1909, pp. 58–64
A távcső fejlődésével további felfedezések történtek. Lacaille a csillagokról, William Herschel a ködökről és klaszterekről készített átfogó katalógust. Herschel 1781-ben felfedezte az Uránuszt.
A 18. század végén, a 19. század elején az n-test probléma volt Leonhard Euler, Alexis Claude Clairaut és Jean le Rond d’Alembert kutatásainak középpontjában. Kutatásaikat tovább finomította Joseph Louis Lagrange és Pierre-Simon de Laplace, akik megbecsülték a holdak és bolygók tömegét a perturbációk alapján. Friedrich Bessel legfontosabb munkájában a 61 Cygni jelzésű csillag távolságát mérte meg 1838-ban.
Joseph von Fraunhofer 1814-ben találta föl a spektroszkópot. Használata során fedezte fel a Nap színképének 574 sötét vonalát, és ezzel megteremtette a színképelemzés alapjait. A színképelemzési vizsgálatok kezdetéig nem sokat tudtak a csillagokról, ezzel viszont lehetővé vált annak a kimutatása, hogy azok a Naphoz hasonló elemekből épülnek fel, csupán a hőmérsékletük, méretük és tömegük térhet el jelentősen.Arthur Berry: A Short History of Astronomy From Earliest Times Through the Nineteenth Century (1961). Bár Christiaan Huygens már feltételezte, hogy a Tejút egy olyan csillagrendszer, melyben a Nap is benne található, ennek igazolása csak a 20. században történt meg a külső galaxisok felfedezésével együtt, majd nem sokkal ezután észrevették a világegyetem tágulását is.Belkora, 1-14. pp
A modern kori csillagászat