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天文学发展遵循"观测-理论-观测"的途径,不断把人类的视野伸展到宇宙的新的深处。所以观测手段是探索宇宙奥秘的重要手段,由此逐渐形成了观测天文学。观测天文学是天文学的一个分支,常用于取得数据以与天文物理学的理论比对,或以测量所得的物理量解释模型的含义。在实物上,通过望远镜或其它天文仪器的使用来观测目标。伽利略被人们称为"现代观测天文学之父"。