En fixant le firmament suffisamment longtemps, il est tout à fait possible de redécouvrir l'astronomie. Jusqu'à la Renaissance, l'astronomie en tant qu'étude des corps célestes n'était considérée ni comme une science, ni même comme un sujet particulièrement sérieux. Ce n'est qu'en 1543 que les choses changèrent enfin, avec la publication par Copernic de sa théorie héliocentrique, qui fut par la suite défendue, corrigée et poursuivie par Galilée, notamment grâce à sa fameuse lunette astronomique. Autre personnage central de cette révolution scientifique, Johannes Kepler mit au point un système mathématique détaillant les mouvements des planètes. Quelques décennies plus tard, Newton en expliqua la mécanique dans ses travaux sur la dynamique des corps célestes et sur la loi de la gravité, effectués à l'aide du télescope réflecteur qu'il venait d'inventer.

Les progrès de l'astronomie ont généralement accompagné l'avènement de nouvelles technologies ; il faut bien avouer qu'il est plus simple d'étudier l'immensité lorsqu'on peut voir plus grand, plus loin ou dans d'autres spectres. Grâce à des télescopes toujours plus performants, William Herschel put constituer un catalogue détaillé des nébuleuses et amas d'étoiles, mais aussi découvrir Uranus en 1781. En 1838, l'Allemand Friedrich Bessel fut quant à lui le premier à mesurer la distance entre la Terre et une étoile, 61 Cygni. L'arrivée du spectroscope et l'amélioration des techniques photographiques permirent de prodigieuses avancées en matière d'astronomie, notamment lorsque les scientifiques se rendirent compte que les étoiles avaient la même composition chimique que notre Soleil, avec pour seules variations la masse, la température et la taille.

Ce fut cependant au début du XXe siècle que les astronomes comprirent enfin que notre système solaire faisait partie d'une galaxie, la Voie lactée, et que celle-ci n'en était qu'une parmi tant d'autres. On trouve entre ces galaxies toutes sortes d'objets, plus ou moins exotiques, comme les quasars, les pulsars, les blazers, les radiogalaxies, les trous noirs, ou encore les étoiles à neutrons. Tous ont été découverts à l'aide de télescopes sophistiqués, dont certains sont même mis en orbite autour de la Terre pour pouvoir observer l'espace sérieusement, sans la barrière de la pollution atmosphérique créée par l'homme.