现代天文观测技术的进步是十分惊人的，我们不仅有太空光学望远镜，我们又打开了射电之窗，我们的视野已经能够观测到离地球100亿光年以外的遥远星系，分辨率已经提高到能辨别300公里以外的一根头发丝。
我们之所以能够分辨一个物体离我们有多远，是因为我们长有两只眼睛，两眼的视差告诉我们物体离我们眼睛的距离。根据这个原理，在天文学上的“日心视差法”就是利用地球公转轨道直径做视差的基线。这基线长度达29900万公里。在地球上先观测一个恒星的角度，等半年以后，我们再观测这颗恒星的角度，我们就不难算出这颗恒星离我们的距离。时差法的测量一般不能超过100光年这个极限。更远的距离还要运用其他方法。
另一种办法是根据恒星的亮度来估算该星距离。1850年，英国天文学家柏格森（1829——1891）建议把星等定量化，他指出，一等星的平均亮度恰好约为六等星平均亮度的100倍。这个100倍的比率就定义为准确的五个星等差，每个星等之间的亮度比就是2.512倍。人们采用这个建议后，测量恒星亮度的方法日益精确，现在已经能够对星等值测定精确到小数点后面两位数。如果比一等星还要亮，只好用0等、以及用负数来表示更亮的星。例如，天狼星的星等是 – 1.58，而太阳的星等是 – 26.91。
如果天上的星星的绝对亮度都是一样，那么，根据它传到地面的亮度与距离的平方成反比的规律，我们就不难计算出该星离我们的实际距离。可惜天上的恒星的绝对亮度各不一样。
1912年，美国哈佛天文台的一位聋哑女天文学家勒维特（1868——1921）对小麦哲伦星云研究时，发现其中有25颗变星，它从亮到暗不断地变化，变化周期越长，它的亮度越大。原来这一类的恒星可以用变化周期来计算它的绝对亮度，人们把这种变星称为“造父星”。一般的河外星云中，我们都能找到造父星，用周期算出它的绝对星等和观测到的相对星等比较，根据两者之差就不难算出它离我们的距离，这样也就算出了这块星云离我们的距离了。
天文学的核心任务是认识我们所处的宇宙，这种认识必然由近及远。
1543年，哥白尼提出日心说。200多年以后，1755年德国哲学家康德（1724——1804）从哲学的角度提出了太阳系起源的“星云假说”。1796年，法国数学家、天文学家拉普拉斯（1749——1827）从数学和天体力学的角度，独立提出太阳系起源的“星云假说”。
康德-拉普拉斯星云假说认为，太阳系是由一团巨大的旋转着的物质云团演变来的。由于引力收缩和角动量守恒的缘故，云团会越转越快，当转速达到一定程度，云团开始从快速转动的赤道上抛出一个物质环，物质环带走了一部分角动量，云团暂时变慢，可是随着云团的进一步收缩，转速再次加快，再次在赤道面上抛出另一个物质环。这样，在太阳形成的过程中同时形成了一系列的圆环，这些物质环收缩形成行星，同样的道理，行星形成的过程中可以产生它的卫星。
康德-拉普拉斯星云假说与太阳的主要特征十分一致，甚至用它还能说明太阳系的某些细节，但是它对有些现象却无法解释。例如1859年，麦克斯韦对土星环进行了数学分析，证明了不管什么天体所抛射出来物质环，都不能凝聚成固体的星球。另外，占太阳系总质量99.86%的太阳，其角动量却只有太阳系总角动量的1%都不到，而只占太阳系总质量不到0.2%的各大行星的角动量却占到太阳系总角动量的99%以上。
于是又有些学者提出“灾变说”，认为太阳系的行星是太阳被另一颗擦身而过的恒星拉出来的部分气态物质凝聚而成的。这种“灾变说”更是矛盾百出。
1944年，德国天文学家韦扎克提出，形成太阳系的巨大云团可以分裂成许多子漩涡和亚子漩涡，它们分别形成太阳系的行星和卫星。瑞典天体物理学家阿尔芬（1908——1995）对太阳系的角动量作出了新的解释，他认为，由于太阳的磁场作用，它能像制动闸那样使太阳的自传变慢，同时把它的角动量传给各个行星。
经过这样一番修正，目前看来，康德-拉普拉斯星云假说理论还是说明太阳系起源的最好理论。
认识太阳系的前因后果的困难是，我们无法看到太阳系的过去和将来。我们可以从研究恒星的起源和演化着手来推测太阳系的过去与未来，因为茫茫宇宙无数的恒星正处在不同的演化阶段。
现在天文学已经基本弄清了恒星演化的几个阶段：
一、引力收缩阶段：恒星起源于弥漫的星际物质，（这些物质的质量必须大于某一个值）其密度较大处成为引力的中心。收缩到一定阶段，先开始辐射红外线，当温度上升到700万度的时候，热核反应成了恒星的主要能源。太阳的收缩阶段大约有7500万年。
二、主序星阶段：这时的引力和热核反应的高温压力达到平衡，恒星停止了收缩。恒星大部分时间将停留在主序星阶段，由于各个恒星的质量不同，其温度也高低不同，发光亮度也各不相同。太阳是质量中等的黄星，它在主序星阶段已经停留了50亿年，它还将停留50亿年。
三、红巨星阶段：热核反应使越来越多的氢变成了氦，恒星中心进一步收缩，中心温度提高使得恒星的外壳部分发生膨胀，恒星表面的单位面积的辐射降低，发出红光。这时的恒星就像洋葱头一样，一层层的热核反应的材料都不相同，由外到里分别是从氢到铁的不同原子量元素。与主序星阶段相比，红巨星只是末日的一瞬间。
四、高密恒星阶段：质量小于一个半太阳的恒星，能内部收缩的同时，抛去膨胀的气壳，中心就变成体积很小，密度很大的白矮星，其热能消耗殆尽的时候就成了黒矮星，这是恒星的残骸。质量更大的恒星经过红巨星阶段以后会进一步“塌缩”而发生猛烈的爆炸。发出惊人的能量，这时的恒星发出的亮度会增加几千万倍，甚至几万万倍。这就是超新星爆发。
恒星的残骸质量超过三倍太阳以上的质量，它内部就没有任何力量能阻止引力塌缩，约塌缩引力越强，当引力大到连光也无法逃逸的时候，恒星就看不见了，这时称为“黑洞”。
人们除了希望了解太阳系之外，还希望了解太阳系所在的宇宙。
1929年，美国天文学家哈勃（1889——1953）对已经测得距离的20多个星系进行统计分析，他得出结论：河外星系普遍发现光谱线红移，这是多普勒-裴索效应的位移。这说明，河外星系正在远离我们而去，而且，离我们越远的星系退行的速度越快。这条规律后来被称作“哈勃原理”。
从哈勃原理可以断定，我们所在的宇宙是一个正在膨胀的宇宙。从这一事实出发，科学家引伸出“大爆炸宇宙”和“恒稳态宇宙”两种理论。
一个很自然的想法，如果让时间倒逆，今天膨胀的宇宙肯定是由于最初的爆炸造成的。美国物理学家盖莫夫（1904——1968）经过计算认为，我们知道的元素是爆炸后半小时内形成的，在爆炸后的头25亿年内，辐射超过实物形式，因此宇宙物质保持稀薄气体的分散形式，当膨胀达到某一转折点的时候，物质转向凝聚形式，开始凝缩成原始星系。
盖莫夫认为，宇宙大概将继续膨胀下去，所有的河外星系都将远离我们而去，一直到我们无法用仪器探测到它们，那时我们将孤零零地处在一个空寂的宇宙之中。
另一些科学家则认为，由于引力作用会使膨胀减慢，最后停止，然后开始收缩的逆过程，一直重新收缩到之前的那个“宇宙蛋”。宇宙蛋在一定条件下再次爆炸。英国邦诺等人论证说，宇宙已经经历无数个上述循环了。他们认为我们的宇宙是一个“振荡的宇宙”。
1948年，英国的邦迪和戈尔德提出“稳恒态宇宙理论”，后来又经过另一位英国天文学家霍依尔加以发展和推广。这个理论认为，宇宙在膨胀过程中，同时会创造出更多的物质来，以保持宇宙物质密度不至于低于某一个下限值。当有一个星系越过宇宙的边缘消失掉的时候，就有另一个星系加入到我们的宇宙中来。因此，宇宙保持着物质密度不变的穏恒状态。
这些假说有待进一步的证实或者证伪。必须承认，遥远的天体是我们难以感知的，我们仅仅只是通过电磁破送来的零星的信息，运用我们习惯的“理性思维”去思考、去推理、去自圆其说。随着我们观测手段的改进，随着思维方法的进步，有时候，我们在回过头去重新审视原来的一系列结论，我们会感觉到当时的人们的思考是多么肤浅，可笑。