最早的望遠(yuǎn)鏡發(fā)明于17世紀(jì)。從伽利略和艾薩克·牛頓等人使用的較早形式的望遠(yuǎn)鏡，演變?yōu)榧s翰·赫維留設(shè)計的46米長的望遠(yuǎn)鏡（約翰·赫維留被認(rèn)為是月球地形的發(fā)現(xiàn)者）。1609年，伽利略第一次使用望遠(yuǎn)鏡記錄夜空，他的第一個重大發(fā)現(xiàn)是天空中的某些“恒星”實際上是圍繞木星運行的衛(wèi)星。

遺憾的是，早期望遠(yuǎn)鏡由于玻璃質(zhì)量較差，其放大能力并不強(qiáng)。在研制出更強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡之前，科學(xué)家們還無法證實他們關(guān)于恒星的理論。直到18世紀(jì)70年代，音樂家威廉·赫歇爾開始將注意力轉(zhuǎn)向設(shè)計望遠(yuǎn)鏡，這種情況才有所改善。通過反復(fù)試驗，以及對英格蘭巴斯夜空的仔細(xì)觀測，他發(fā)現(xiàn)了一些重要的東西：天王星不是恒星，而是行星。

從那時起，我們對宇宙的理解發(fā)生了變化。天王星就是第一個被“發(fā)現(xiàn)”的行星。在被喬治三世國王提升為宮廷天文學(xué)家之后，赫歇爾繼續(xù)調(diào)試他的望遠(yuǎn)鏡，并深入研究宇宙的奧秘。他曾自豪地說：“我比過去的人類看得更遠(yuǎn)，我可以觀察其他恒星，可以證明光必須花200萬年才能到達(dá)地球。”

隨著19世紀(jì)晚期天文攝影的出現(xiàn)，對夜空的研究經(jīng)歷了一場復(fù)興。肉眼和望遠(yuǎn)鏡已不再是天空觀察者的唯一工具。現(xiàn)在，拍攝天文現(xiàn)象已成為一門嚴(yán)肅的學(xué)科，尤其是在干板攝影技術(shù)創(chuàng)新之后，這項技術(shù)能幫助科學(xué)家和攝影師更多地了解深空。1871年以后，天文學(xué)家開始對星云、星團(tuán)和星系進(jìn)行成像觀測，更長的曝光時間也幫助我們捕捉到了昏暗、遙遠(yuǎn)的恒星以及各種宇宙現(xiàn)象的畫面。

1923年，天文學(xué)家愛德文·哈勃使用天文攝影技術(shù)對仙女座星系進(jìn)行了定位，同時也確定了許多造父變星與地球的距離。造父變星是極為明亮的恒星，存在可預(yù)測的振動周期。如果沒有天文攝影技術(shù)，哈勃就無法記錄造父變星隨時間變化的位置和亮度，也就無法測量距離。基于天文攝影技術(shù)，哈勃發(fā)現(xiàn)了仙女座星系其實是個大星系，存在于銀河系之外。這一發(fā)現(xiàn)徹底改變了我們對宇宙空間的理解。哈勃證明，在夜空中可見的光云其實是星系。星系存在的距離很遠(yuǎn)，遠(yuǎn)超出銀河系，并且科學(xué)家認(rèn)為宇宙中有無數(shù)的星系。哈勃通過天文攝影技術(shù)顯著地擴(kuò)展了我們對宇宙距離的認(rèn)識。

如今，隨著哈勃望遠(yuǎn)鏡等太空望遠(yuǎn)鏡和地面天文臺越來越先進(jìn)，科學(xué)家們能夠?qū)Ω舆b遠(yuǎn)的宇宙進(jìn)行研究，這完全超出了過去大多數(shù)科學(xué)家的想象。但是，仍然有許多天文學(xué)家在繼續(xù)制作星圖，并在我們的夜空中找到更加遙遠(yuǎn)、昏暗的天體，并且將龐大的宇宙縮小到可視的程度。

地球的運動和季節(jié)的變化總是會改變我們觀測天空的角度，你不必成為地圖集制造商或科學(xué)家，就可以欣賞從星座到流星雨等所有天象。在我們很小的時候，我們中的許多人就學(xué)會了簡單識別星座的方法，例如，尋找北斗七星。你只需找到明亮的北極星，北極星位于地平線往天穹頂方向大約三分之一的位置，如果你從北極星向下追蹤，就會在北斗七星的手柄末端找到兩顆亮星。北極星也是小北斗七星中最亮的恒星，位于七顆亮星的末端。獵戶座腰帶是另一個易于觀測的星座，其中包含三顆明亮的恒星。如果你沿著獵戶座腰帶的右下角搜尋，就會看到一排垂直且模糊的恒星，這些恒星組成了獵戶座的寶劍。中間的“恒星”實際上是獵戶星云，它是夜空中最亮的星際氣體和塵埃云之一。

不過，當(dāng)你在南半球，這些觀測規(guī)則就會發(fā)生改變！雖然在北半球，北極星高高聳立在天穹，位于赤道附近的地平線上方，但是當(dāng)你沿著赤道向南半球旅行時，卻完全看不見北極星。由于南半球受光污染的影響比北半球少，因此，在這里可以用肉眼看到北半球看不到的眾多天體，其中包括太陽系附近的恒星、矮星系和宏偉的星團(tuán)等。此外，在北半球常見的星座，比如，北斗七星、仙后座和仙王座等，在赤道以南是“倒置”的，有些則看不見。