La Voie lactée est le nom de notre galaxie dans laquelle se situe notre Système solaire. Il s'agit d'une grande galaxie spirale barrée, abritant environ 100 milliards à 400 milliards d'étoiles, dont le Soleil, et mesurant environ 100 000 années-lumière de diamètre. La nuit, loin des éclairages provenant des villes, on peut facilement la distinguer sous la forme d'une bande nuageuse blanchâtre, il s'agit de sa couleur qui lui vaut son nom, chez les grecs, on pensait que la Voie lactée était une traînée de lait ayant coulé de la poitrine de la déesse Héra. Autour de la Voie lactée se trouve un petit nombre de petites galaxies en orbite autour de la nôtre, ce sont des galaxies naines, qui sont plus petites et possèdent généralement une forme irrégulière.

Chez les Grecs, la Voie lactée était du lait ayant coulé de la poitrine de la déesse Héra, la légende raconte que Héraclès, le fils de Zeus et d'Alcmène, une de ses femmes humaines, doit boire du lait de la déesse Héra pour devenir immortel, il était en effet mortel car sa mère l'était aussi. La déesse, en se réveillant, indignée de voir un enfant qui n'était pas le sien boire son lait, le repoussa, du lait jailli alors et laissa une traînée blanche dans le ciel. Voie Lactée viens du grec Via lacteus, ce qui signifie Chemin laiteux. Une autre légende de la mythologie grecque est que la Voie lactée est la trace d'un incendie provoqué par Phaéton en tirant un chariot de feu, ce qui enflamma la Terre et le ciel, Zeus, très fâché, le foudroya, mais son demi-frère, Cygnos, le prie de lui pardonner, il le plaça alors sur la Voie lactée, et peut encore être admiré comme la constellation du Cygne. Dans une autre version, Alcmène abandonne son enfant par crainte de la vengeance d'Héra. Athéna convaint cette dernière d'allaiter le bébé, mais Héraclès tète trop goulûment et Athéna doit le rendre à sa mère.

Chez les Égyptiens, la Voie lactée était en fait une copie du Nil dans le ciel, tandis que dans plusieurs mythologies asiatiques, il s'agissait d'une rivière dans le ciel. Les Chinois l’appelaient la "rivière d’argent", les Japonais la "rivière du paradis". Les Mayas croyaient que c'était plutôt un chemin dit religieux qui permettait aux âmes d'aller au paradis, une légende Cherokee raconte que la Voie lactée est formée de farine de maïs éparpillée par un chien géant.

Deux grecs de l’époque, Anaxagore et Démocrite, émettent l’idée que la Voie lactée était peut-être formée d’étoiles. Malheureusement, la pensée grecque était dominée par l'importance d’Aristote qui l’interprétait comme une nébuleuse au fin fond de l’atmosphère. Cette idée allait dominer la pensée européenne pendant deux mille ans et seuls quelques savants arabes proposèrent à nouveau une Voie lactée formée d’étoiles.

L'observation et la compréhension des galaxies, ces mondes gigantesques peuplés de milliards d'étoiles, sont une quête qui a commencé il y a très longtemps, depuis que l'homme a regardé le ciel. En 1609, grâce à Galilée (le fondateur de la science moderne), la nature de la Voie lactée fut établie une fois pour toutes. Après avoir découvert les satellites de Jupiter, les phases de Vénus, les cratères de la Lune, les tâches du Soleil et une formation étrange autour de Saturne, Galilée tourne sa lunette astronomique vers la Voie lactée et y découvre une ribambelle d’étoiles dans toutes les directions. Il ne s’agit donc pas d’une nébuleuse, mais bien d’un ensemble d’étoiles en nombres considérables que l’œil nu ne peut pas discerner.
Galilée découvre aussi dès 1610 que la Voie lactée est un nuage très dense d’étoiles mais considère à tort qu'elle n'est pas constituée de gaz.

En 1750, l'astronome anglais Thomas Wright étudie sa structure et imagine qu’elle forme un nuage de forme aplatie, un disque parsemé d’étoiles parmi lesquelles se trouve le Soleil au centre. En 1755, deux autres cosmologues amateurs, Emmanuel Kant et Jean-Henri Lambert parviennent à des conclusions identiques. La preuve que les étoiles de notre galaxie sont des objets semblables au Soleil mais considérablement plus éloignés étant donné leur faible éclat. Pour Kant, la Voie lactée est un disque plat formé d’étoiles liées entre elles par la gravité.

En 1845, William Parsons (aussi appelé Lord Rosse), un astronome irlandais, construit un télescope suffisamment puissant pour différencier des galaxies elliptiques (de forme ovale) des galaxies spirales, c'est le "télescope réflecteur". En 1920, il y a une tentative de déterminer la nature elliptique ou spirale de la Voie lactée qui fait alors l'objet d'une quarantaine de modèles différents. Jacobus Kapteyn (astronome néerlandais), en utilisant une autre version de la méthode d’Herschel, propose un modèle en 1920 à l’image d’une petite galaxie elliptique d’environ 15 kiloparsecs (environ 50 000 années-lumière) avec le Soleil près du centre. La mise en évidence du phénomène de "rotation galactique" par Jacobus Kapteyn en 1922 et d'"extinction interstellaire" par Robert Jules Trumpler en 1930 aboutissent à l'élaboration dans les années 1930 du modèle actuel de galaxie spirale avec un bulbe central.

En 1951, la radioastronomie (qui est une branche de l'astronomie traitant de l'observation du ciel dans le domaine des ondes radio) montre que notre galaxie est de type spiral. En 2007, des chercheurs de l'université du Texas (États-Unis) sont parvenus à mesurer avec une très grande précision la distance à la Terre d'une dizaine de Céphéides de notre Voie lactée, environ 26 000 années-lumière, nous somme donc assez loin du centre.

La Voie lactée s'est probablement formée de la même manière que les autres galaxies, c'est-à-dire suite à l'effondrement d'un nuage de gaz, ce qui forme une "protogalaxie", où se naissent les premières étoiles, la protogalaxie devient alors une galaxie, souvent irrégulière avant de prendre la forme d'un disque sous l'effet de la gravitation. Normalement, l'Univers aurait du être entièrement homogène, c'est-à-dire que la densité du gaz serait identique partout, la gravité n'aurait donc pas pu provoquer l'effondrement des nuages de gaz car la force de gravitation s'exerce de façon identique dans toutes les direction, l'univers aurait donc pu rester vide, sans étoiles, ni planètes. Heureusement, lors du Big Bang, suites à certains processus complexes, le gaz n'était pas exactement réparti de la même façon dans l'univers, les zones plus denses, qui se sont effondrées et où les étoiles se sont formées, sont devenues des galaxies. Les galaxies peuvent également grossir en entrant en collisions avec d'autres galaxies, ce qui provoque leur fusions, ce processus de plusieurs millions d'années donne naissance à une nouvelle galaxie, plus grande. La Voie lactée daterait de 11 à 12 milliards d'années, ce qui en fait une galaxie très ancienne. Cependant, il existe d'autres théories sur la formation des galaxies, mais celle-ci est la mieux acceptée par les scientifiques.

Dans environ 3 milliards d'années, la galaxie voisine de la nôtre, Andromède, entrera en collision avec la notre. La collision provoquera l'effondrement des nuages de gaz qu'elle contient et donnera naissance à une multitude de nouvelles étoiles, tandis que les galaxies fusionneront pour former une grande galaxie de forme elliptique, les trous noirs supermassifs situés au centre de chacune des deux galaxies fusionneront également en un trou noir encore plus grand. Certaines étoiles resteront dans cette nouvelle galaxie, d'autres seront éjectées dans l'espace intergalactique, et d'autres seront probablement aspirées par le trou noir supermassif situé au centre de la galaxie. Dans des centaines, voir des milliers de milliards d'années, notre Soleil aura disparu depuis longtemps, vers cette période, les dernières étoiles de la Voie lactée et de toutes les autres galaxies mourront également et l'Univers sera plongé dans l'obscurité, la galaxie sera remplie de résidus d'étoiles mortes, tels que les naines blanches, les pulsars et les trous noirs.

Notre galaxie est de type "SBbc", c'est-à-dire une galaxie spirale barrée, car elle possède une "barre" qui traverse le centre de la Galaxie, de cette barre part des bras spiraux qui fait d'elle une galaxie spirale, qui se divisent eux-même en d'autres bras spiraux. Il existe 6 bras dans la galaxies, le Bras de Persée, le Bras de la Règle, le Bras du Cygne, le Bras Écu-Croix, le Bras Sagittaire-Carène, et enfin, le Bras d'Orion, où se trouve notre Système solaire. Au centre de la galaxie, on trouve le "bulbe galactique", un lieu rempli d'étoiles et différents corps célestes. La Voie lactée mesure au total 100 000 années-lumières de diamètre.

Notre Soleil se trouve plutôt à la périphérie de la Voie lactée (à environ 26 000 années-lumière du centre). Les étoiles tournent autour du centre de la galaxie, et notre Soleil met 250 millions d'années-lumière pour en faire le tour complet (il a donc effectué une vingtaine de tours depuis qu'il existe). Il se trouve très près du plan de notre galaxie, de manière à que la Voie lactée nous apparaît par la tranche.
Notre Soleil tourne dans le sens des aiguilles d'une montre. Les planètes, qui tournent autour du Soleil, sont sur un plan perpendiculaire à notre galaxie.

Il y a un peu plus de cent ans, les astronomes pensaient encore que seule la Voie lactée existait, et que tout ce qu'on pouvait voir au télescope en faisait partie. Nous savons maintenant que la Voie lactée n'est qu'une galaxie parmi des milliards d'autres ! L'Univers est incroyablement vaste ! Il semble que beaucoup de ces galaxies ressemblent à la nôtre, avec des bras spiralés. Mais d'autres ont des formes différentes, comme par exemple les "galaxies lenticulaires" (celles-ci possèdent un noyau volumineux et un disque).

Autour de la Voie lactée, l'espace est relativement vide avec seulement une trentaine de galaxies qui forment ce que l'on appelle le "Groupe local", La grande galaxie la plus proche de la notre est Andromède. D'ici 3 milliards d'années, Andromède sera visible dans notre ciel nocturne sous la forme d'un nuage de poussières de couleur rosâtre, car elle entrera en collision avec la Voie lactée et fusionneront. La Voie lactée possède également d'autres galaxies en orbite autour d'elle, les galaxies naines, on y trouve en particulier le petit nuage de Magellan et le grand nuage de Magellan, visibles à l’œil nu près de la Voie lactée mais seulement dans l'hémisphère sud. Le Groupe local fait lui même parti d'un ensemble encore plus grand, le Superamas de la Vierge, qui contient environ 10 000 galaxies regroupés en une centaine de groupes tels que le Groupe local, qui lui, se situe au bord du superamas, et l'Univers contient d'autres superamas.