בראשית המאה ה-20 אלברט איינשטיין פיתח את תורת היחסות הפרטית בשל פער בהסבר תופעה אלקטרומגנטית של מוליך הנע בשדה מגנטי והזרם העובר בו-מטרתו הייתה להגדיר במדויק מושגי מרחב וזמן. בין המסקנות והיישומים שנבעו מתורה זו היו שקילות המסה והאנרגיה וקיומו האפשרי של אנטי-חומר. תורה זו גם תרמה לתיאור נכון של תופעות במכניקת הקוונטים.
לפי תאוריות הפיזיקה הקלאסית של ניוטון ומקסוול, הבדלים במהירות האור בתוך "אתר נושא האור" אמורים להיות קיימים בכיוונים שונים. ניסוי מייקלסון-מורלי שנועד למצוא הפרשים כאלו לא מצא הפרשי מהירות ובראייה לאחור, "כישלון" זה למעשה הוכיח את נכונות תורת היחסות הפרטית שאינה מניחה שאתר קיים. ההרחבה לתורה זו, תורת היחסות הכללית, מתייחסת גם לכבידה והשפעתה על המרחב והזמן. תורה זו חוזה את קיומם של חורים שחורים. מסקנה נוספת של תורה זו הייתה שהגלקסיות אמורות לנוע אחת אל השנייה בשל קיומו של כוח משיכה הדדית, אך איינשטיין האמין בקיומו של יקום סטטי ולכן הוסיף קבוע קוסמולוגי, שמסמל כוח דחייה תאורטית בין הגלקסיות. תצפית אסטרונומית שנערכה ב-1919 בעת ליקוי חמה לכאורה הוכיחה את הסטת אור הכוכבים כפי שניתן היה לחזות.
בראשית המאה ה-19 יוזף פראונהופר פיתח את הספקטרוסקופ. כאשר מצא הבדל בין ספקטרום האור הנפלט של סיריוס לספקטרום של כוכבי שבת אחרים, הוא יצר את תחום הספקטרוסקופיה הכוכבית (יישום ספקטרוסקופיה לגילוי הרכבם הכימי של הכוכבים, טמפרטורה, מהירות, צפיפות). ההתקדמות במכניקת קוונטים תרמה לפיתוח הספקטרוסקופיה. יישום חשוב לספקטרוסקופיה נמצא כמאה לאחר מכן-במהלך תצפיות במסגרת עבודתו במצפה הכוכבים בשנות העשרים של המאה ה-20, אדווין האבל גילה שהקרינה המגיעה מהגלקסיות המרוחקות מוסחת לאדום ולמעשה היקום מתפשט (ובעקבות כך איינשטיין הודה בטעותו והסיר את הקבוע הקוסמולוגי) ועל כן תאוריית המפץ הגדול נכונה בעיקרה. בסוף המאה ה-20 התגלה שקצב התפשטות היקום אף מואץ וההסבר שנמצא לכך הוא קיומה של "אנרגיה אפלה", ועל כן הקבוע הקוסמולוגי נוסף בשנית לנוסחאות-זהו מודל למדא-CDM.
האסטרונומית אנני ג'אמפ קאנון, אשר יחד עם צוותה סיווגה למעלה מרבע מיליון כוכבים לפי בהירותם, התפרסמה בזכות עבודתה על סיווג ספקטרלי (סיווג הרווארד). דיאגרמת הרצשפרונג-ראסל, המתבססת על הסיווג הספקטרלי, קושרת בין בהירות המוחלטת של כוכב לבין טמפרטורת פני השטח שלו ומאפשרת לסווג את הכוכב ולהעריך את אורך חייו והשלב שבו הוא נמצא במחזור החיים שלו. לאורך הדיאגרמה ישנה עקומה המכונה הסדרה הראשית-מיקום הכוכבים על העקומה תלוי בגילם ובמסתם ההתחלתית. בשנות ה-40 הוכנס לשימוש סיווג ירקס המתחשב גם בהשפעת רדיוס הכוכב על הארתו. עבודות אלו תרמו להבנה של מחזור החיים של כוכבים.
בשנות ה-30 של המאה ה-20, הודות להתפתחויות בטכנולוגיית הרדיו והמכ"ם החלו המדענים לחקור גם תחומים בספקטרום האלקטרומגנטי שאינם בתחום האור הנראה, ובפרט גלי רדיו (רדיו-אסטרונומיה). כמו במקרים רבים, הדבר התגלה במקרה על ידי קארל ג'נסקי בשנות ה-30, כאשר בנה אנטנה לשידור טרנס-אטלנטי וחיפש גורמי רעש וגילה שאחד הגורמים מגיע מחוץ לכדור הארץ, במרכז גלקסיית שביל החלב. עם גילוי קו המימן ב-1951, נוסד תחום ספקטרוסקופיית הרדיו. בשנות ה-40 נעשה ניסיון ליצור רדיו-אינטרפרומטר באמצעות אנטנה הסמוכה לים. בשנות ה-60 פורסמה שיטה לניתוח המידע המתקבל. ב-1965 הפיזיקאים ארנו פנזיאס ורוברט וילסון גילו באקראי את קרינת הרקע הקוסמית, תגלית שהכריעה לטובת תאוריית המפץ הגדול אל מול תאוריית המצב היציב שהוצעה כנגדה.
בעקבות פיתוח יכולת השיגור לחלל, שוגר לחלל טלסקופ האבל שתרם רבות לחקר החלל והערכת גיל היקום ולאחריו שוגרו . אטמוספירת כדור הארץ חוסמת סוגים שונים של קרינה ולכן יש תצפיות שמתאפשרות רק מחוץ לאטמוספירה, אך ישנו מערך של טלסקופים אשר מצלם גם מפני הקרקע. בשנת 2019 החל לפעול מערך טלסקופים שהביא תיעוד ראשון מצולם של חור שחור.
אימות תופעות שונות כגון גלי כבידה (שנחזו לפי תורת היחסות הכללית) וקיומם של חלקיקים שנחזו לפי המודל הסטנדרטי כמו נייטרינו עשויים לשמש בעתיד לפיתוח יכולות תצפית חדשות. מאידך, המודל הסטנדרטי תוקן בהתאם לתצפיות אסטרונומיות שגילו כי לנייטרינו יש מסה.
ביהדות.
ביהדות נודעה חשיבות רבה לעיסוק בחישובים האסטרונומיים, לצורך קביעת לוח השנה העברי וקביעת זמני חגי ישראל ומועדיו, שנקבעו עד אמצע תקופת האמוראים על סמך תצפיות בירח וחישובים אסטרונומיים. על פי חז"ל, ישנה גם מצווה לחשב תקופות ומזלות, דהיינו לעסוק בחישובים אסטרונומיים ("מזל" בארמית פירושו כוכב).
חכמי הסנהדרין היו חייבים להיות בקיאים באסטרונומיה, ובידיעותיהם השתמשו לצורך תפקידיהם בקידוש החודש ועיבור השנה. את ראשי החדשים קבעו על סמך עדים שהגיעו לבית הדין והעידו שראו את הלבנה החדשה, אך מהימנותם של העדים נבדקה על סמך ההיתכנות האסטרונומית לראיית הלבנה החדשה. בתלמוד מובאים כמה כללים שעל פיהם יכלו לאמת את נכונות העדות, כגון: , כלומר, החלק החשוך של הירח (להבדיל מהצד ההפוך של הירח) לעולם לא יפנה לכיוון השמש (מכיוון שהשמש היא זאת שמאירה את הירח), ולכן עדים שהעידו שפגימת הלבנה פנתה לכיוון השמש איננה קבילה; הלבנה אינה אמורה להיראות בארץ ישראל עד שש שעות אחרי המולד, ולכן עדים שראו את הלבנה מוקדם יותר אינם מהימנים. אך רבן גמליאל עצמו קיבל עדים כאלו, על סמך מסורת מאבותיו שלפעמים המולד האמיתי מתרחש לפני המולד הממוצע ולפעמים אחרי המולד הממוצע.
גם את זמן המולד הממוצע (החודש הסינודי) קבעו חז"ל. כך קובע התלמוד כי זמנו הוא 29 יום 12 שעות ו-793/1080 של שעה, לאחר המולד הקודם
כמה מחכמי ישראל היו ידועים בבקיאותם בחכמת האסטרונומיה. האמורא שמואל העיד על עצמו שהוא בקי בשבילי הרקיע כמו בשבילי נהרדעא עירו, ואף הרמב"ם הביא באריכות חישובים אסטרונומיים מורכבים כדי ללמד את מסלולי השמש והירח לצורך הלכות קידוש החודש (משנה תורה, ספר זמנים, הלכות קידוש החודש). בתלמוד אף הובאו כמה ידיעות אסטרונומיות, כגון: חישוב ארבע התקופות; אורך שנת החמה הוא 365 יום ורבע (על פי ערובין נ"ה ע"א); שנת החמה ארוכה באחד עשר יום משנת הלבנה; ועוד.
שון קולווין
שון קולווין (באנגלית: Shawn Colvin; נולדה ב-10 בינואר 1956) היא זמרת-יוצרת ומוזיקאית אמריקאית. שירה המוכר ביותר הוא זוכה גראמי משנת 1997, "Sunny Came Home".
תחילת דרכה.
קולווין נולדה בוורמיליון, שבדרום דקוטה, וגדלה בקרבונדייל, אילינוי ובלונדון, אונטריו, קנדה. היא השנייה מתוך ארבעה ילדים. היא למדה לנגן בגיטרה בגיל 10 ובילדותה האזינה לאוסף המוזיקה של אביה, אשר כלל אמנים כמו פיט סיגר ושלישיית קינגסטון.
קריירה.
קולווין עברהלאוסטין, טקסס, והצטרפה ללהקת הסווינג המערבי Dixie Diesels. היא נכנסה לעולם הפולק באילינוי, ואחר כך בברקלי שבקליפורניה עד שאימצה את מיתרי הקול ונאלצה לצאת לשבתון, בגיל 24.
קולווין עברה לניו יורק, שם הצטרפה ללהקת באדי מילר ב-1980, ומאוחר יותר נהייתה מעורבת בקואופרטיב "Fast Folk" של גריניץ' וילג'.
קולווין השתתפה בהפקות אוף ברודוויי כגון "Pump Boys and Dinettes", ונכתב עליה מאמר מרכזי במגזין Fast Folk. ב-1987, המפיק סטיב אדבו שכר אותה לשיר קולות רקע בשיר "Luka" של סוזן וגה.
לאחר סיבוב הופעות עם וגה, קולווין חתמה על חוזה הקלטות עם קולומביה רקורדס והוציאה את אלבום הבכורה שלה, "Steady On" בשנת 1989. האלבום זכה בפרס גראמי לאלבום הפולק העכשווי הטוב ביותר. אלבומה השני, "Fat City" יצא בשנת 1992, והיה מועמד לגראמי. השיר שלה "I Don't Know Why" גם היה מועמד לפרס גראמי בקטגוריית שיר הפופ המצטיין בביצוע זמרת. ב-1993 היא חזרה לאוסטין וב-1994 הוציאה את האלבום, "Cover Girl". בשנת 1995 קולווין הוציאה את האלבום "Live 88," אוסף של הקלטות חיות מ-1988.
ב-1996, קולווין הוציאה אלבום נוסף "A Few Small Repairs " ובשנת 1997 ההצלחה של הסינגל שלה "Sunny Came Home" הזניק אותה אל הזרם המרכזי אחרי ארבעה שבועות במקום הראשון במצעד הפזמונים למוזיקה עכשווית. השיר זכה בפרסי גראמי לשנת 1998 הן לשיר הטוב ביותר והן לאלבום הטוב ביותר. אלבום חג המולד "Holiday Songs and Lullabies" יצא ב-1998 וב-2001 יצא אלבום נוסף בשם "Whole New You". בשנת 2004, היא הוציאה אוסף להיטים, "Polaroids: A Greatest Hits Collection".
בשנת 2008, קולווין עזבה את קולומביה רקורדס והוציא אלבום בן 15 שירים בשם "These Four Walls" בלייבל החדש שלה, Nonesuch Records. האלבום כלל תרומות של האמנים פאטי גריפין וטדי תומפסון. ב-2009 יצא אלבומה "Live", אשר הוקלט במועדון הג'אז Yoshi's בסן פרנסיסקו.
אלבום האולפן השמיני של קולווין, "All Fall Down", יצא בשנת 2012, והוא הופק על ידי באדי מילר באולפן בביתו בנאשוויל, טנסי. האלבום כולל הופעות אורח על ידי אמילו האריס, אליסון קראוס וג'ייקוב דילן. קולווין גם פרסמה את ספר זיכרונותיה, "Diamond in the Rough", ב-2012. ב-2016 היא הקליטה אלבום עם סטיב ארל בשם "Colvin and Earle". לכבוד יום השנה ה-20 של האלבום "A Few Small Repairs", יצאה קולווין לסבב הופעות מיוחד.
קולווין תרמה בשירתה לאלבומים של ג'יימס טיילור, בלה פלק, אדווין מקיין, שון מולינס ואליוט מרפי, בנוסף לחברתה מרי צ'ייפין קרפנטר, אשר תרמה גם לאלבומיה של קולווין. קולווין אף שיתפה פעולה עם סטינג בשיר "One Day She'll Love Me". קולווין דיבבה את קולה של הדמות רייצ'ל ג'ורדן בתוכנית הטלוויזיה "משפחת סימפסון".
חיים אישיים.