Günümüzde, yıldızlı bir gökyüzü ancak şehir ışıklarından uzakta bir yerde, karanlık ve bulutsuz bir gecede görülebilse de bu binlerce ışık her çağda insanları etkilemiştir.
Gök olayları otuz bin yıl önceki insanın bile ilgisini çekmiş; o çağlarda yaşayan insanlar kemikler üzerine yaptığı oymalarda Ay’ın evrelerini çizmiştir. Gökyüzündeki çevrimsel olayların anlaşılmaya başlanmasıyla tarımda ilerleme oluyor, daha gelişmiş takvimler hazırlanıyordu.
Gün uzunluklarının değiştiği, Güneş’in gökyüzünde aynı yolu izlemediği fark ediliyor ve Güneş’in hareketleriyle mevsimler arasında bir ilişki olduğu anlaşılmaya başlıyordu. Güneş’in doğuş ve batış konumları gözlenerek bir yılın uzunluğu bulunmaya çalışılmıştı. Bu tür pratikler için en eski arkeolojik kayıtlardan biri meşhur İngiliz anıtı Stonehenge’e aittir. Birçok arkeoloğun fikrine göre Stonehenge her yılın başlangıç kutlamaları için yapılmış bir seremoni merkezidir.
Gökbilim araştırmaları insanın dünya görüşünü değiştirdi. İnsanı, evrenin merkezi olarak kabul eden kuram, yerini modern, çok büyük bir evren modeline bıraktı. Modern gökbilim, tüm evreni ve onun farklı madde-enerji oluşumlarını araştırır. Gökbilimcilerin laboratuvarı gökyüzüdür. Gökyüzündeki cisimleri yeryüzünden teleskoplarla veya atmosfer dışından uydular veya uzay teleskopları kullanarak araştırır.
Güneş sistemindeki gezegenlerin incelenmesi 1980’li yıllarda hızlanmıştır. Gezegenlerin yüzeyleri ve onların uyduları, uzay araçları tarafından incelenmiştir. Bazı uzay araçları Venüs ve Mars’ın yüzeyine yumuşak iniş yapmışlar, bazıları ise diğer gezegenlerin çok yakından geçmiştir. Şu anda bile birçok uzay aracı görevlerini yerine getirmek için uçuşlarına devam etmekte, sürekli bilgi ve görüntü yollamaktadır.
Güneş sistemimiz içinde, sekiz gezegenden başka kuyrukluyıldızlar, Mars ve Jüpiter arasında dolaşan binlerce asteroit, Neptün ile Pluto arasında ve ötesinde varlığı bilinen yüzlerce küçük gezegen ve sayısız göktaşı vardır. Davetsiz konuklar olarak kabul ettiğimiz kuyruklu yıldızlar Güneş Sistemi’nin oluşumundan geriye kalan ilkel güneş bulutsusunun artık maddelerini taşıyan kirli buz toplarıdır.
Güneş’e doğru yaklaştıkça eriyerek, içlerindeki maddeyi gezegenler arası ortama bırakırlar. Bu parçalar ve başıboş dolaşan göktaşları zaman zaman yer atmosferine yanarak girerler ve toz olurlar. Kısa süreli, yanarak kayan ve ışık saçan bu cisimler, halk arasında “yıldız kaydı” olarak yorumlanır. Bazı çok büyükleri ise yüzeye kadar ulaşıp tehlikeli olabilir ve çarpmanın şiddetine bağlı olarak krater olarak adlandırılan büyük çukurlar açarlar. Bu tür kraterlere yer benzeri katı gezegenlerin (Merkür, Venüs, Mars) ve Ay’ın üzerinde çok rastlanır. Dev gaz gezegenlere (Jüpiter, Satürn, Uranüs, Neptün) çarpanlar ise onların atmosferleri içinde yok olurlar.
Güneş Sistemi’nde Güneş’in hükmü sürer. Enerjisini merkezindeki nükleer tepkimelerden üretir. Güneş bize en yakın yıldız olmasına rağmen aramızdaki uzaklık yaklaşık 150 milyon km’dir. Bu uzaklıktan yola çıkan ışık bize 8 dakika sonra ulaşır. Halbuki Güneş’ten sonraki bize en yakın yıldıza (Proxima Centauri) ışık hızıyla gidilirse ancak 4.3 yılda varılabilir. Yanan bir gaz küre olan Güneş, hidrojen ile doludur ve yarıçapı 700 000 km’dir. 4.5 milyar yıldır gezegenler arası ortama ışık yollamakta ve bir bu kadar daha yıl aynı enerjiyi salmaya devam edecektir. Normal yaşantısından sıkılan ısı ve ışık kaynağımız, bazen üzerinden yüksek enerjili dev alevler püskürtür.
Güneş gibi binlerce yıldız çıplak gözle gözlenebilirken küçük bir teleskopla milyonlarca yıldız gözlenebilir. Yıldızlar onların gözlenen özelliklerine göre sınıflandırılır. Çoğunluğu güneş benzeri yıldızlardır. Bununla beraber, bazı yıldızlar çok büyüktür. Bunlara, “devler” veya “süperdevler” adını verirken çok küçük olanlara da “beyaz cüceler” ismini takarız. Aslında, “beyaz cüceler”, “nötron yıldızları” ve “karadelikler” gibi gökcisimleri ölmüş yıldızların geriye bıraktıkları kalıntılardır.
Güneş evrimini tamamlayıp öldükten sonra geriye bir beyaz cüce bırakacaktır. Yıldızların farklı türleri evrimlerinin farklı evrelerini temsil eder. Çoğu yıldız çift veya çoklu sistemlerin üyeleridir. Güneş, ender görülen tek yıldızlardan biridir. Birçok yıldızın parlaklığı da sabit kalmaz ve zaman içinde dönemli veya çevrimsel olarak değişir. Bunlara da “değişen yıldız” denir.
Yıldızlararası uzay boş değildir. Atomlar, moleküller, en basit parçacıklar ve tozdan oluşan büyük bulutlar vardır. Yeni madde, patlayan ve genişleyen yıldızlar tarafından yıldızlararası uzaya atılır. Yeni yıldızlar yıldızlararası bulutların büzülmesinden oluşur. Bebek yıldızların oluşum yerleri veya ölü yıldızların geriye bıraktıkları kalıntılar en genel anlamda “bulutsu” olarak adlandırılır. Her biri değişik şekil ve renklere sahiptir.
Yıldızlar uzaya düzgün olarak dağılmamışlardır. Birbirlerine yakın yerlerde doğmuş olanlar “yıldız kümelerini” oluştururlar. Bazı durumlarda milyarlarca yıl beraber kalırlar. İçinde yüzlerce yıldız bulunduranlar “açık yıldız kümesi”, binlerce yıldız bulunduranlar “küresel yıldız kümesi” olarak adlandırılır.
Gökyüzünde gördüğümüz tüm yıldızlar içinde yaşadığımız büyük yıldız topluluğu “Samanyolu” gökadasına aittir.
Yaklaşık 200-300 milyar içerir ve sarmal yapıdadır. Işık, bizim gökadamızı bir ucundan diğer ucuna yüz bin yılda geçer. Komşu gökadalar “Andromeda”, “Büyük ve Küçük Magellan Bulutları”dır. Andromeda’dan çıkan ışık bize iki milyon yılda gelir. Samanyolu, sayısız diğer gökadalardan yalnız birisidir. Gökadalar gökada kümelerini, bunlarda süper kümeleri oluşturabilir.
