Ao observar o céu noturno por algum tempo, descobre-se a astronomia (ou, caso a pessoa seja mais inocente, a astrologia – mas esse é outro assunto). Até o Renascimento, a astronomia como o estudo dos objetos no espaço não era nem uma ciência, nem o objeto de um estudo aprofundado; ao menos até Nicolau Copérnico publicar sua teoria heliocêntrica do sistema solar em 1543 d.C. Sua obra foi ao mesmo tempo defendida, corrigida e expandida por Galileu Galilei – que usou aquela nova invenção maravilhosa, o telescópio. Johannes Kepler, uma figura central da "Revolução Científica", concebeu um sistema matemático que demonstrava em detalhes o movimento dos planetas; algumas décadas depois, Newton elaborou a mecânica do mesmo sistema, com o desenvolvimento da mecânica celeste e das leis da gravitação, usando um telescópio refletor que ele mesmo inventou.

Os avanços mais significativos da astronomia vieram em geral por meio da inserção de novas tecnologias; ao estudar o infinito, é bom poder ver as coisas em um tamanho maior, enxergar mais longe ou explorar outros espectros. Telescópios cada vez melhores possibilitaram que William Herschel criasse um catálogo detalhado de nebulosas e aglomerados, e "descobrisse" o planeja Urano em 1781. O alemão Friedrich Bessel conseguiu mensurar a distância até uma estrela pela primeira vez (61 Cygni) em 1838. O espectroscópio e a fotografia impulsionaram o conhecimento astronômico, principalmente quando os cientistas passaram a compreender que as outras estrelas eram parecidas com o sol em sua de composição – variando apenas nas massas, temperaturas e tamanhos.

Porém, foi apenas no início do século XX que os astrônomos finalmente compreenderam que o sistema solar fazia parte de uma galáxia, a "Via Láctea", e que havia diversas outras galáxias vagando pelo universo. Além disso, foi descoberto que essas galáxias continham uma infinidade de elementos exóticos – quasares, pulsares, blazares, galáxias de rádio, buracos negros, estrelas de nêutrons, dentre outros – vistos com telescópios esotéricos, alguns dos quais orbitavam a Terra em um espaço no qual toda a poluição criada pelo homem não interferia no estudo profundo do céu noturno.