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在没有望远镜的年代，人们只能凭借自己的双眼观察各类天体来研究它们的运动规律和各种性质。自从1609年意大利科学家伽利略发明了天文望远镜之后，古人幻想中的千里眼变成了现实。在望远镜约400年历史中的前300多年，光学望远镜几乎是获取天体信息的惟一手段，光学天文学也几乎成为天文学的代名词。近几十年来由于射电天文和空间天文学的崛起使光学天文学失去了霸主的地位，但是全波段时代的到来并没有降低光学望远镜的作用。各个波段的观测是相互补充、相互促进的。在竞争中现代光学望远镜又有了惊人的发展。当年伽利略望远镜的口径仅仅4厘米多，而今全世界口径8 米以上的大望远镜，已经至少有10台。特别是1990年，重达11吨、主镜口径2.4米的哈勃空间望远镜发送上太空，克服了地球大气的干扰，一下子使它的分辨率和灵敏度远远超出当时地面最强大的光学望远镜。不久以后，地面上的望远镜采用自适应光学系统和干涉等尖端技术，又在许多方面超越了哈勃空间望远镜的观测能力。