人類憑借其數學天賦或觀察力及其推理能力，再加上某些應用於確定天體運動的測量元素，可以嚴密地描繪出宇宙天體的排列布局，並且從這一宇宙觀合乎邏輯地推演出：與地球的運動一樣的天體可能與地球有些許類同。事實上，在長達數百年的時間裏，天文學研究方法不得不僅限於上述領域的種種努力，借助刻度尺或刻度圈等工具來保證照準相對精確；人們正是如此來記錄角度、提供數據的，太空中一些方位的確定成為了可能。
但對星球及其特點的深入了解已不再屬於人類用感官感知的範疇，而後者卻是了解星球唯一的可能途徑。盡管人類的視力非常敏銳，其靈敏度和適應性也格外出色，但在很多方麵仍然無法帶來有用的發現，即使是觀察離我們最近的行星，比如用肉眼觀察地球的鄰居。古人可以熟練使用長管瞄準一點進行觀察，毫無疑問這會在一定程度上增強人類視覺的敏銳度——長管可以聚焦視線，有了它，眼睛就不會被其他更強的光線或天光所幹擾，可以更好地辨別某些天體，但這種工具的用處隻是相對的，如果某些細節需要看得更加清楚才能分辨出來，這一方法可以說徒勞無功，它也無法顯現那些因天體表麵麵積太小而看不見的景象。這種工具賦予了人類雙眼放大物體的能力，讓所看見的東西比正常情況下大10倍，但它的作用是受限製的。請注意，古代的天文學家借助這種工具，依然觀測到了月球表麵的某些特征，看到了不同時期月牙狀的金星，還發現了木星的衛星（不同於天上的繁星，木星看起來就像一個小圓盤）。毋庸置疑，這種方法的運用的確大大促進了基礎認識的發展，卻無法得到隻有光學儀器才會帶來的發現。
對天外世界的真正研究起始於望遠鏡的發明。這一發明盡管非常簡單，卻蘊含了多少希望！對於這些光學儀器的發明時間以及發明者，人們依然眾說紛紜，但我們不能忘記天才伽利略用他自製的望遠鏡所做出的貢獻，目前該望遠鏡被珍藏在佛羅倫薩博物館內。1610年1月7日晚，這隻新眼睛望向深遠的天空，看到了許多當時肉眼看不見的奇觀。