Astronomia (greacă ἀστρονομία / ástronomía) este o știință naturală care studiază obiecte și fenomene cerești. Folosește matematica, fizica și chimia pentru a explica originea și evoluția lor. Printre obiectele de interes se numără: planete, sateliți naturali, stelele, nebuloasele, galaxii și comete. Fenomenele relevante includ explozii de supernove, explozii de raze gamma, quasari, blazari, pulsari, și radiații cosmice de fond. Mai general, astronomia studiază tot ceea ce își are originea în afara atmosferei Pământului. Cosmologia este o ramură a astronomiei și studiază Universul în ansamblu
Astronomia este una dintre cele mai vechi științe naturale. Civilizațiile timpurii din istoria înregistrată au făcut observații metodice despre cerul nopții. Acestea includ babilonienii, grecii, indienii, egiptenii, chinezii, Maya și multe popoare indigene antice din America. În trecut, astronomia includea discipline la fel de diverse precum astrometria, navigația cerească, astronomia observațională și întocmirea calendarelor. În zilele noastre, astronomia profesionistă este sinonimă cu astrofizica
Astronomia profesionistă este împărțită în două ramuri: observațională și teoretică. Astronomia observațională este concentrată pe achiziționarea de date din observațiile obiectelor astronomice. Aceste date sunt apoi analizate folosind principii de bază ale fizicii. Astronomia teoretică este orientată spre dezvoltarea de modele computerizate sau analitice pentru a descrie obiecte și fenomene astronomice. Aceste două câmpuri se completează reciproc. Astronomia teoretică încearcă să explice rezultatele observaționale, iar observațiile sunt folosite pentru a confirma rezultatele teoretice.
Obiecte a căror câmp gravitațional sunt suficient de puternice încât lumina nu poate scăpa au fost considerate prima dată în secolul al XVIII-lea de John Michell și Pierre-Simon Laplace. Prima soluție modernă al relativității generale care ar caracteriza o gaură neagră a fost găsită de Karl Schwarzschild în 1916, chiar dacă interpretarea sa ca o regiune din spațiu din care nimic nu poate scăpa a fost prima dată publicată de David Finkelstein în 1958. Găurile negre au fost de mult considerate o curiozitate matematică; a fost în timpul anilor 1960 când munca teoretică a arătat ca acestea au fost o predicție a teoriei relativității generale. Descoperirea stelelor neutron la sfârșitul anilor 1960 au stârnit interes în realitatea obiectelor compacte colapsate gravitațional.
Găurile negre cu o masă stelară sunt așteptate a se forma atunci când o stea foarte masivă se colapsează la sfârșitul ciclului de viață. După ce o gaură neagră s-a format, aceasta poate continua să crească prin absorbția continuă de masă din împrejurimi. Prin absorbția de alte stele și coliziunea cu alte găuri negre, găuri negre supermasive cu o masă de milioane de sori se pot forma. Există o prezumție generală cum că aproape fiecare galaxie are o gaură supermasivă la centrul ei.
Ptolemeu (c.100 – c. 170) a fost un matematician, astronom, geograf și astrolog grec. El a locuit în orașul Alexandria, în provincia romană din Egipt, sub stăpânirea Imperiului Roman, a avut un nume latin, a citat filosofii greci, și a folosit observații babiloniene și teoria lunară babiloniană. Astronomul din secolul al XIV-lea Theodore Meliteniotes a dat ca loc de naștere drept orașul grecesc Ptolemais Hermiou în Thebaid. Această atestare este destul de târzie, însă nu există alte dovezi care să o confirme sau să o contrazică. A murit la Alexandria în jurul anului 168.
Ptolemeu a scris mai multe tratate științifice, dintre care trei au fost importante pentru științele bizantine, islamice și occidentale de mai târziu. Primul este tratatul astronomic acum cunoscut sub numele de Almageste, deși inițial a fost intitulat Tratatul matematic (Μαθηματικὴ Σύνταξις, Mathēmatikē Syntaxis) și apoi cunoscut sub numele de Marele Tratat (Ἡ Μεγάλη Σύνταξις, Hē Megálē Syntaxis). Al doilea este Geografia, care este o discuție aprofundată a cunoștințelor geografice ale lumii greco-romane. Al treilea este tratatul astrologic în care a încercat să adapteze astrologia horoscopică la filosofia naturală aristotelică din zilele sale. Aceasta este uneori cunoscută sub denumirea de Apotelesmatiká dar mai des cunoscută sub numele de Tetrabiblos, din grecescul Τετράβιβλος care înseamnă „patru cărți”.