1609年8月,伽利略把望远镜指向了星空,这一举动使他成为世界天文史上第一个用望远镜观测星空的人。他观测了月亮和银河,又借助云雾减弱太阳光线,观测了太阳。望远镜使伽利略眼界大开,他发现肉眼观测到的月亮上的阴影,原来都是些大大小小的坑穴和大片的“海”(现代天文学证明,这“海”其实是平原);白茫茫的银河是由一颗颗密密麻麻的星星构成的;太阳表面还有一些大小不等的黑色斑点(后来称“太阳黑子”)。1610年1月伽利略从望远镜中发现木星附近有3个小光点,它们几乎在同一条直线上,一颗在木星右边,两颗在木星左边。奇怪的是,这些小光点有时变成4颗,有时只剩下2颗。伽利略一连几夜细心观察并详细记录,终于弄明白,原来那是4颗木星卫星。1610年9月,伽利略又从望远镜中观测到金星也像月亮一样,时圆时缺,原来这是金星围绕太阳运行的结果。
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