Galaksi
Galaksi adalah sebuah sistem masif yang terikat gaya gravitasi yang terdiri atas bintang (dengan segala bentuk manifestasinya, antara lain bintang neutron dan lubang hitam), gas dan debu medium antarbintang, dan materi gelap-komponen yang penting namun belum begitu dimengerti. Kata galaksi berasal dari bahasa Yunani galaxias (), yang berarti "seperti susu," yang merujuk pada galaksi Bima Sakti
(bahasa Inggris: Milky Way [jalan susu]). Galaksi yang ada berkisar dari galaksi katai dengan hanya sepuluh juta (107) bintang hingga galaksi raksasa dengan seratus triliun (1014) bintang, yang semuanya mengorbit pada pusat massa galaksi masing-masing. Matahari adalah salah satu bintang dalam galaksi Bima Sakti; tata surya termasuk bumi dan semua benda yang mengorbit Matahari.
Tiap galaksi memiliki jumlah sistem bintang dan gugus bintang yang beragam, demikian juga jenis awan antarbintangnya. Di antara galaksi-galaksi ini tersebar medium antarbintang berupa gas, debu, dan sinar kosmis. Lubang hitam supermasif terdapat di pusat sebagian besar galaksi. Diperkirakan lubang hitam supermasif inilah penyebab utama inti galaksi aktif yang ditemukan pada sebagian galaksi. Galaksi Bima Sakti diketahui memiliki setidaknya satu lubang hitam supermasif.
Secara historis galaksi dikelompokkan berdasarkan bentuk terlihatnya atau biasa disebut morfologi visualnya. Bentuk yang umum adalah galaksi eliptis, yang memiliki profil cahaya berbentuk elips. Galaksi spiral adalah galaksi berbentuk cakram dengan lengan galaksi yang melengkunng dan berisi debu. Galaksi dengan bentuk yang tak beraturan atau tidak biasa disebut galaksi tak beraturan dan
biasanya disebabkan karena gangguan oleh tarikan gravitasi galaksi tetangga. Interaksi yang demikian antara galaksi-galaksi yang berdekatan dapat menyebabkan penggabungan, yang terkadang meningkatkan jumlah pembentukan bintang hingga menghasilkan galaksi starburst.
Kemungkinan terdapat lebih dari 170 miliar (1.7  1011) galaksi dalam alam semesta teramati. Sebagian besar berdiameter 1000 hingga 100000 parsec dan biasanya dipisahkan oleh jarak beberapa juta parsec (atau megaparsec). Ruang antargalaksi diisi oleh gas tipis dengan kerapatan massa kurang dari satu atom per meter kubik. Sebagian besar galaksi diorganisasikan ke dalam sebuah hierarki himpunan
yang disebut kelompok dan gugus, yang pada gilirannya membentuk himpunan yang lebih besar yang disebut gugus raksasa. Dalam skala terbesar himpunan-himpunan ini umumnya tersusun dalam lapisan dan untaian yang dikelilingi oleh kehampaan yang sangat luas.
Meskipun belum dipahami secara menyeluruh, materi gelap kemungkinan menyusun sekitar 90% dari massa sebagian besar galaksi. Data pengamatan menunjukkan lubang hitam supermasif kemungkinan ada di pusat dari banyak (kalau tidak semua) galaksi.
Kata galaksi berasal dari istilah bahasa Yunani untuk menyebut galaksi kita, galaxias () atau kyklos galaktikos ( ). Masing-masing berarti "sesuatu yang menyerupai susu" dan "lingkaran susu", sesuai dengan penampakannya di angkasa berupa pita putih samar. Dalam mitologi Yunani, Zeus menempatkan anak laki-lakinya yang dilahirkan oleh manusia biasa, bayi Heracles, pada payudara
Hera ketika Hera sedang tidur sehingga bayi tersebut meminum susunya dan karena itu menjadi manusia abadi. Hera terbangun ketika sedang menyusui dan kemudian menyadari ia sedang menyusui bayi yang tak dikenalnya: ia mendorong bayi tersebut dan air susunya menyembur mewarnai langit malam, menghasilkan pita cahaya tipis yang dikenal dalam bahasa Inggris sebagai Milky Way (jalan susu).
Ketika William Herschel menyusun "katalog nebula" miliknya pada tahun 1786, dia menggunakan istilah "nebula spiral" untuk objek-objek tertentu seperti objek M31. Di kemudian waktu akan disadari bahwa objek tersebut sebenarnya merupakan kumpulan dari banyak bintang, dan dipakailah istilah "island universe" ("alam semesta pulau") untuk merujuk pada
objek yang demikian. Namun, kemudian disadari bahwa kata "universe" (alam semesta) berarti keseluruhan jagad raya, sehingga istilah ini tidak dipakai lagi dan objek yang demikian kemudian dikenal sebagai galaksi.
Pengetahuan bahwa kita hidup di dalam sebuah galaksi dan bahwa terdapat banyak galaksi lainnya, diperoleh seiring dengan penemuan-penemuan kita tentang Bima Sakti dan nebula-nebula lainnya di langit malam.
Filsuf Yunani Democritus (450-370 SM) mengemukakan bahwa pita kabut putih di langit malam hari yang dikenal sebagai Bima Sakti kemungkinan terdiri dari bintang-bintang yang sangat jauh jaraknya. Namun Aristoteles (384-322 SM), memercayai bahwa pita tersebut disebabkan oleh "kobaran hembusan napas yang menyala-nyala dari banyak bintang besar yang berjarak dekat satu sama lain"
dan bahwa "kobaran ini terjadi di bagian atas atmosfer, yaitu di wilayah dunia yang selalu diisi dengan gerakan surgawi." Filsuf neoplatonis Olympiodorus Junior ( 495-570) kritis terhadap pandangan ini secara ilmiah, beralasan bahwa jika memang benar Bima Sakti berada di wilayah sublunar (terletak antara bumi dan bulan), maka harusnya ia terlihat
berbeda pada waktu dan tempat yang berbeda di bumi, dan ia seharusnya memiliki paralaks, yang ternyata tidak. Dalam pandangannya, Bima Sakti terletak jauh di angkasa. Pendapat ini akan sangat berpengaruh nantinya di dalam dunia Islam.
Menurut Mohani Muhammad, astronom Arab Ibnu Haitham (965-1037) adalah orang yang melakukan usaha-usaha pertama dalam mengamati dan mengukur paralaks Bima Sakti, dan ia menjadi "berkeyakinan kuat bahwa karena Bima Sakti tidak memiliki paralaks, pastilah jaraknya sangat jauh dari bumi dan bukannya berada dalam atmosfer." Astronom Persia Al-Biruni (973-1048) mengemukakan bahwa Bima
Sakti merupakan "kumpulan yang tak terhitung jumlahnya dari bagian-bagian yang bersifat seperti bintang nebula." Astronom Andalusia Ibnu Bajjah (dikenal di barat dengan nama latin "Avempace", meninggal 1138) mengemukakan bahwa Bima Sakti dibentuk oleh banyak bintang yang saling hampir bersentuhan satu dengan yang lain sehingga tampak menjadi seperti gambar sinambung akibat
pengaruh pembiasan dari material sublunar, mengutip hasil pengamatannya terhadap konjungsi antara Jupiter dan Mars sebagai bukti bahwa hal tersebut dapat terjadi jika dua objek saling berdekatan. Pada abad ke-14, ilmuwan kelahiran Suriah Ibnu Qayyim, mengemukakan bahwa Bima Sakti merupakan "bintang-bintang kecil yang tak terhitung jumlahnya saling berdesakan dalam alam bintang-bintang tetap".
Bukti nyata bahwa Bima Sakti terdiri atas banyak bintang, datang pada tahun 1610 ketika astronom Italia Galileo Galilei menggunakan sebuah teleskop untuk mempelajari Bima Sakti dan menemukan bahwa Bima Sakti tersusun atas bintang-bintang redup dalam jumlah yang luar biasa banyaknya. Pada tahun 1750 astronom Inggris Thomas Wright, dalam bukunya An original theory or new hypothesis of the Universe (Teori asli atau
hipotesis baru tentang Alam Semesta), berspekulasi (namun benar) bahwa Bima Sakti kemungkinan adalah sebuah badan berputar dari bintang-bintang dalam jumlah besar yang diikat oleh gaya gravitasi, serupa dengan tata surya namun dalam skala yang jauh lebih besar. Piringan bintang yang dihasilkan dapat terlihat sebagai pita di langit dari sudut pandang kita dalam piringan tersebut. Dalam risalah pada tahun 1755, Immanuel Kant mengembangkan ide Wright tentang struktur Bima Sakti.
Usaha pertama untuk menggambarkan bentuk Bima Sakti dan letak matahari di dalamnya dilakukan oleh William Herschel pada tahun 1785 dengan cara menghitung secara hati-hati jumlah bintang yang ada di berbagai wilayah langit yang beda. Dia menghasilkan sebuah diagram bentuk Bima Sakti dengan tata surya terletak dekat dengan pusatnya. Menggunakan pendekatan yang lebih baik, Jacobus Kapteyn pada tahun 1920