אַסְטְרוֹנוֹמְיָה היא ענף במדעי הטבע החוקר באמצעות תצפיות וניתוח את התנועה, המבנה וההתפתחות של גרמי השמים והיקום. השם מגיע מ־יוונית: אסטרון = כוכב, ונומוס = חוק. בהיסטוריה הארוכה שלה אסטרונומיה השפיעה על תרבויות, דתות ומדע.
אסטרונומיה כוללת את כל מדעי החלל שמתארים גרמי שמים, הילוכם, הפיזיקה שלהם ויחסי הגומלין ביניהם. תחומים חשובים כוללים תצפית, מדידה ותאוריה פיזיקלית (אסטרופיזיקה, החלק שמנסה להסביר מדוע דברים מתנהגים כך).
המחקר האסטרונומי מתבסס בעיקר על תצפיות ולא על ניסויים ישירים. מרבית המידע מגיע מאור וקרינה אחרת שנקלטת בטלסקופים ובכלי ניתוח. יש גם עבודה דוגמת דגימות קרקע משליחות לירח, מאדים וכמה אסטרואידים.
אסטרונומים חובבים תורמים רבות, במיוחד בגילוי אירועים חד־פעמיים כמו שביטים וסופרנובות. עם הגעת האינטרנט גם פרויקטים אזרחיים כמו Galaxy Zoo כוללים עזרת חובבים בניתוח תמונות.
האסטרונומיה היא אחד המדעים העתיקים ביותר. תרבויות קדומות עקבו אחרי זריחה, שקיעה, שלבי הירח ועונות השנה. הבנה של תופעות אלה עזרה לחקלאים לקבוע מתי לזרוע ולחרוש. יש ממצאים ארכאולוגיים שמראים גם תיעוד של שביטים וליקויי שמש ולבנה.
בתרבויות מצרים, בבל, הודו וסין נעשו תצפיות ושיטות לחיזוי ליקויים ולצורת לוח. הבבלים פיתחו לוחות תצפית מדויקים ועל בסיסם גם גלגל המזלות. המצרים ידעו להבחין בין שנת השמש (כ־365.25 יום) ללוח של 365 יום.
מקדמי האסטרונומיה היו גם בני המאיה. הם חישבו את אורך השנה הטרופית בדיוק מרשים, וחזו מחזורים של הירח וכוכבי לכת.
היוונים ניסו ליצור מודלים להסבר תנועות השמיים. במודל הגאוצנטרי (אריסטו ותלמי) הארץ בתור מרכז והגופים השמימיים סובבים סביבה. מודל זה שלט עד המאה ה־16.
תלמי שיפר את המודל הגאוצנטרי באמצעות מסלולים מעגליים ומעגלים משניים (אפיציקלים). המודל של תלמי העניק התאמות טובות לתצפיות במשך מאות שנים.
מאמצע המאה ה־16 ניטש שינוי גדול: קופרניקוס הציע מודל שבו השמש במרכז (הליוצנטרי). גלילאו שכלל את הטלסקופ והציג תצפיות שתמכו במודל. קפלר הראה שמסלולי כוכבי הלכת אליפטיים, וניוטון חיבר זאת לחוקי הכבידה. השילוב הזה שינה את ההבנה של מערכת השמש.
ויליאם הרשל צפה שהכוכבים מסודרים בדיסקה, שביל החלב. קאנט הציע שישנן גלקסיות נוספות. רק בעשורים הראשונים של המאה ה־20 אדווין האבל הוכיח שקיימות גלקסיות רחוקות מאוד. הדבר הרחיב את היקף היקום המוכר.
בתחילת המאה ה־20 נוצרו כלים ותאוריות ששינו את האסטרונומיה. איינשטיין פיתח את תורת היחסות, שהביאה תובנות על מרחב, זמן וכבידה. תגליות ספקטרוסקופיה (בדיקת אור לפי צבעיו) אפשרו למדוד את הרכבם, הטמפרטורה ומהירותם של כוכבים.
אדווין האבל גילה שהגלים מהגלקסיות מרוחקות מתאזים לאדום, כלומר היקום מתפשט. גילוי קרינת הרקע הקוסמית, שהינה שארית הקרינה מהמפץ הגדול, תמך בתיאוריה הזו.
שיטות חדשות כללו גם רדיו־אסטרונומיה, טלסקופים בחלל (כמו טלסקופ החלל האבל), ואמצעים שאינם אלקטרומגנטיים: תצפיות נייטרינו, קרינה קוסמית וגילוי גלי כבידה. גילוי גלי הכבידה על ידי LIGO ב־2015 וגלי נייטרינו מאיזורים רחוקים פתחו ערוצי תצפית חדשים.
אסטרונומים אוספים מידע מכל ספקטרום הקרינה, מרדיו ועד קרני גמא. כל אורך גל נותן מידע שונה. למשל, ספקטרום (חלוקת אור לפי אורכי גל) מספק מידע על חומרים, טמפרטורה ומהירות. חלק מהקרינה נחסמת על ידי האטמוספירה ולכן משתמשים בלוויינים ובכלי תעופה גבוהים.
קרינת הרקע הקוסמית היא קרינה חלשה מכל הכיוונים. היא מספקת תמונה של היקום כממוזג כ־380 אלף שנה אחרי המפץ הגדול. לווייני מחקר כמו WMAP ופלאנק עשו מפות מדויקות של הקרינה הזו.
על־סגול, רנטגן וקרני גמא נמדדים מהחלל או מהגובה, כי האטמוספירה חוסמת אותם. תצפיות אלה מגלהות תהליכים אנרגטיים וחפיפות כמו סופרנובות, כוכבי נייטרונים ודיסקות סביב חורים שחורים.
האסטרונומיה המודרנית משלבת תצפית, תיאוריה וחקר ניסויי בעזרת לוויינים ושליחים. ישנם גם תתי־תחומים כמו אסטרופיזיקה תצפיתית, אסטרופיזיקה תאורטית, רדיו־אסטרונומיה ואסטרונומיות חדשות כגון נייטרינו וגלי כבידה.
ביהדות היה חשיבות לחישובים אסטרונומיים כדי לקבוע לוח שנה וזמני חגים. מסורת ותצפיות של הלבנה שימשו לקביעת ראשי חדשים ושינוי השנה. חכמים כמו הרמב"ם כתבו חישובים אסטרונומיים לצורך הלכות קידוש החודש.
אַסטרונומיה חוקרת את הכוכבים, הירח, השמש והחלל. המילה באה מיוונית: אסטרון = כוכב.
אסטרונומיה עוסקת בלימוד גרמי שמים ובתנועתם. משתמשים בטלסקופים ובכלי חלל כדי לראות רחוק.
אנשים קדמונים צפו בשמש ובירח כדי לדעת מתי לזרוע. מצרים, בבלים ובני המאיה רשמו את התנועות.
לפני זמן רב חשבו שהארץ במרכז. מאוחר יותר קופרניקוס והמדענים הראו שהשמש במרכז מערכת השמש.
טלסקופים ראו דברים חדשים. מדענים גילו שהיקום מתפשט. יש גם קרינת רקע קוסמית, שאריות אור מהתחלת היקום.
בשנים האחרונות גילו גלי כבידה, ״רעידות״ במרחב־הזמן. גם נייטרינו, חלקיקים קטנים מאוד, עוזרים לנו להבין את החלל.
אסטרונומים בודקים אור מכל סוג. חלק מהאור נחסם באטמוספירה, אז שולחים טלסקופים לחלל. כך מגלים כוכבים חדשים, ערפיליות וגלקסיות רחוקות.
אסטרונומיה חשובה לקביעת הלוח העברי ולמועדי החגים. חכמים השתמשו בתצפיות הירח ובהלכות קידוש החודש.
תגובות גולשים