一百年前，我們仍在嘗試理解宇宙的秩序，天文學家亦忙於收集數據，以查究地球在宇宙中的位置。結果顯示，我們和附近群星所身處的銀河系，只是宇宙無數星系的其中之一。由阿爾伯特‧愛因斯坦所發展的一套描述重力的新理論，在一次日食觀測時獲得證明，蜚聲國際。

胡克望遠鏡
位於美國威爾遜山天文台的胡克望遠鏡於1917年建成，是其後近三十年世界上最大型和最精確的天文儀器。

星系離我們越遠，它們移走的速度越快。這項在1929年的觀測證明了宇宙正在膨脹。另外，初次就無線電波作出的天文觀測為研究宇宙開啟了全新的窗戶。

第二次世界大戰後，國際天文聯會重新發掘其本身一個新的團結角色：透過科學把一個深生矛盾的社會團結起來。

到了1950年代，我們知道恆星不會永遠閃耀，而恆星殞落會產生重元素，並散布於整個宇宙。人類發射首枚衞星進入地球軌道，開始了太空時代，為天文學開展新視野。在地上，宇宙無線電波輻射的觀測令我們可得出首張關於自己星系的全面圖片。

史普尼克
1957年10月4日，蘇聯於拜科努爾太空中心發射史普尼克1號衞星，展開人類追求脫離地球重力範圍的宇宙飛行。

首張銀河的結構圖
1958年，透過觀測波長21厘米的無線電波，揚‧奧爾特及他的團隊就彌漫於我們銀河系星際之間的氣體繪圖。

當太空探測器被送往月球和金星，地球上的天文學家意外地探測到宇宙歷史中最早期的光。他們發現神秘的無線電訊號，顯示有快速地旋轉的中子星，亦即脈衝星。電腦和軟件發展方面取得進展，令天文學家可以借助先進的儀器研究宇宙。

先鋒號
先鋒號計劃於1950年代末期展開，利用一連串太空探測器研究月球。隨着科學家的雄心壯志，其後的探測器更被送往不同的行星，以探索太陽系。

宇宙微波背景輻射是大爆炸的遺跡，可以追溯到宇宙只有400 000年歷史的時候，是於1964年由阿諾‧彭齊亞斯和羅伯特‧威爾遜發現。

隨着人類於1969年首次登陸月球，阿波羅計劃使我們永遠改變對太空探索的看法。在整個1970年代，太空探測器被多次發射以探索我們的太陽系，包括數次火星任務，以及探訪木星、土星、天王星和海王星的兩艘航行者太空船。同時，我們亦發現星際物質在形成恆星時所扮演的重要角色，以及我們的母星太陽運作的新現象。

登陸月球
1969年至1972年進行的阿波羅計劃為最具代表性的太空計劃之一，是迄今唯一一個把人類帶到另一個天體的計劃。

航行者1號及2號的任務是探索巨大行星－木星、土星、天王星和海王星。現在兩者均到達太陽系的邊緣及以外的地方。

1986年，當哈雷彗星接近太陽時，喬托號太空船首次飛近彗星的核心。一年後，觀測附近一個星系的一次超新星爆炸使我們對恆星演化的了解加深。多虧全球非凡的科學家積極向大眾傳授科學知識，天文學和物理學開始在現代媒體和文化中變得更為重要。

哈雷彗星
1986年，喬托號太空船飛到哈雷彗星600公里範圍以內，近距離首次揭示彗星核心的外貌：由於存在有機物質而顯得異常灰暗。

1987年2月，南方夜空出現一道閃光：超新星1987A，連續數月用肉眼也觀測得到。

1990年發射的哈勃太空望遠鏡，由於身處地球大氣層之上的有利位置，提供了關於宇宙清楚和深遠的景象，使我們對天文學的了解起了革命性的變化。在這十年，我們亦發現有行星環繞太陽以外的恆星，在我們的銀河系的中心有一個超級質量黑洞，以及我們的宇宙主要由一些神秘成份－暗物質及暗能量所構成。

哈勃太空望遠鏡
哈勃太空望遠鏡於1990年發射，它拍攝了很多精彩圖像，而當中的哈勃深空拍攝了數千個處於年輕演化階段的遙遠星系。

1990年，科學家利用航行者1號的攝影機拍攝了太陽系的一系列圖像，當時航行者1號距離地球超過60億公里。一張從遙遠距離拍攝地球的照片，顯示在漆黑一片的太空中，地球只是一點光。這張照片很有代表性，被稱為"暗淡藍點"。

人類一方面派出無人機械探測車探索火星表面以認識我們的鄰近行星，而另一方面則透過觀測和電腦模擬研究星系如何在宇宙纖維狀結構及空洞中形成和聚集。行星的新定義－一個環繞太陽、擁有球形形狀及能清除其軌道鄰居的天體－促使天文學家重新審視冥王星的資格。

火星車
派出小型火星車旅居者號的火星拓荒者號任務於1997年開創了機械人探測車在這紅色行星行走的新時代，之後於2004年派出勇氣號及機遇號火星車，而2012年則派出更先進的好奇號。

位於銀河系中心的黑洞
2002年，兩隊國際隊伍報告說，他們觀測到有一顆恆星圍繞我們銀河系的中心完成完整的一個圈。此事證明我們的銀河系，像大部分其他星系一樣，亦有一個中央超級質量黑洞。

這是個興建宏大天文設施的時代，當中涉及大規模國際間合作，橫跨各大洲以至太空。在過去數十年，人類已長期逗留在近地軌道，而無人探測器正探索太陽系不同的角落，以找尋我們在宇宙中的起源。2015年所發現的重力波證明了廣義相對論的一項重要預測，並就研究宇宙開啟了一扇新的科學窗戶。

重力波
2015年，激光干涉重力波天文台實驗首次記錄到重力波－時空的漣漪－源自兩個黑洞的合併，而每個黑洞都很巨大，質量相等於30個太陽。

太空任務
人類的太空任務有很多精彩之處，當中包括探測土星衞星泰坦的大氣層、探訪彗星、收集小行星的樣本、飛越冥王星的山嶺，以及觀測太陽系最大的行星及衞星。