中國學者周儀榮先生曾經說過：「天文學與其它學科一樣，是為人類生產和生活服務的；整個人類文明發展史證明，天文學對於人類生存和社會進步具有極其重要的意義。」例如，在時間服務方面：準確的時間不單是人類日常生活不可缺少的，而且對許多生產和科研部門更為重要。又如，在天文導航方面：天文導航是天文學的一個分支學科，它以天體為觀測目標並參照牠們來確定艦船、飛機和宇宙飛船的位置。再如，在地外生命方面：對天體生物學的認識是靠天文學知識取得的。
天文學和地理學有很大關係，可以說是福緣深厚；人們對地球形狀大小的認識以及經度和緯度的測量，都離不開天文學的知識。通過天文學的知識，可以知道地球是距離太陽的第三顆行星，也是目前已知具有生命系統的星球；它的引力會與太空中的其他物體相互作用，尤其是月球。地球作為一顆普通的行星，運行於宇宙空間億萬顆星體之間，地球的形成、演化及重大地質歷史事件無不與其宇宙環境有關。探索宇宙奧秘，揭示自然界規律；隨著對宇宙認識的深入，人類從宇宙中不斷獲得地球上難以想象的新發現。
在天文學研究中最熱門、也是最難令人信服的課題之一就是關於宇宙起源與演化的研究。對於宇宙起源問題的理論層出不窮，其中最具代表性，影響最大，也是最多人支持的就是1948年烏克蘭裔美國科學家喬治•伽莫夫等人提出的大爆炸理論。根據這一理論，宇宙是在約137億年前的一次猛烈的爆發中誕生的。然後宇宙不斷地膨脹，溫度不斷地降低，產生各種基本粒子。隨著宇宙溫度進一步下降，物質由於引力作用開始塌縮，大約3分鐘後質子與中子開始結合形成輕元素氫和氦。在宇宙年齡約10年時星系開始形成，並逐漸演化為現時的樣子。
關於黑洞問題，從最初發現並證實黑洞存在直至現在，我們擁有廣義相對論以及各種解，人類對於宇宙的認識早已超越了早期人類，從神話中慢慢步入科學，用天體物理來解釋地球之外的「神明」。從某種意義上來看，目前我們所處的時代是研究引力和黑洞的黃金時代，對於黑洞我們仍舊有許多未解之謎，相信在關於揭秘黑洞的這條路上，人類還有許多需要摸索與探究的東西，路阻且長，然而一旦突破了黑洞本質與引力本質等問題，那麼無疑是打開了新世界的大門，使人類更進一步深入瞭解宇宙奧秘。黑洞現在已經成為天文學家們的討論熱點，未來也將成為他們攻克的難點。
特別值得一提的是，天文學界認為，在大質量天體周圍，會形成引力透鏡，將背景天體的光線進行扭曲，改變了背景天體光線的路徑，最終呈現在我們面前的是一個環形圖像，這就是相對論環,也稱愛因斯坦環。前不久，他們發現了至今最大的相對論環GAL-CLUS-022058，它距離地球大約40億光年，存在的時間與地球年齡一樣久遠。相對論環現象在天文學中得到了應用：當來自遙遠星系的光途經大質量星團近旁時，光線將被彎曲並在其後方匯聚。因此，可將距離我們較近的大質量天體作為一個「透鏡」，用以觀測某些更遙遠的星系。
高新科技為天文學研究提供了先進的觀測儀器。例如，被譽為「中國天眼」的500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）已發現740餘顆新脈衝星；此前，FAST已發布多個重要成果，包括觀測到快速射電暴的起源證據、發現首例持續活躍重複快速射電暴、探測到快速射電暴密近環境的動態演化、發現迄今宇宙最大原子氣體結構等。又如，美國宇航局的美國國家航空航天局的詹姆斯•韋布太空望遠鏡（JWST）可能會成為尋找外星生命中的重要參與者；JWST的強大儀器捕獲了原子和分子，以及活性化學和雲的跡象——這是哈勃太空望遠鏡和斯皮策太空望遠鏡在觀測行星以及那些有生命跡象的行星時所無法探測到的特徵。
天文學研究通常經歷觀測、理論、再到觀測的三個必經的發展途徑，通過這三個途徑把我們的視野伸展到宇宙的最深處。同時隨著人類社會文明的不斷發展，天文學的研究對象也從太陽系發展到太陽系以外的整個宇宙，同時天體力學、天體物理學、天體測量學這三大分支學科構成了現代天文學的研究方法體系。而光學天文學、射電天文學、引力波天文學等分支學科則成為了天文學觀測的必要手段；如果要對天文學研究的意義進行進一步的說明，那必定離不開天文學研究的各個對象層次，包括有行星層次、恆星層次、星系層次等等。這些星體層次的研究幫助我們能夠進一步地瞭解宇宙，從而能夠使我們未來的生活越來越好。
文/蕭君（作者單位：雲南大學天文學系）
