哲学家康德说过：“有两种东西，我们对它们的思考越是深沉和持久，它们所唤起的惊奇和敬畏就会越来越大地充溢我们的心灵，这就是繁星密布的苍穹和我心中的道德律。”对于天文学家来说，研究繁星密布的苍穹比研究道德律更吸引人，因为后者可以因社会而异、因时间而变，而天体的物理规律是永恒的、美妙的，并且经常给人惊喜。
在所有自然科学分支当中，天文学所涉及的时间和空间尺度为各学科之最：在时间上覆盖了从普朗克时间（10-43秒）到宇宙年龄（1.4x1010年≈4.4×1017秒）60个量级；在空间上跨越了从太阳系（～光分）、银河系（～万光年），到整个宇宙（～几百亿光年）至少十多个量级的尺度。
天文学研究的对象也极其广泛，从我们熟知的太阳系行星系统、仰视可见的星星和看不见的黑洞，到我们不过是其中沧海一粟的银河系，再到星系组成的大尺度星系团乃至整个宇宙尺度上无处不在的微波背景辐射……。本期《关于星星和宇宙的32个有趣问题》提出了关于天文学的许多有趣问题以及人类所初步得到的答案。
遥远的天体无法触摸，这决定了天文学是以观测为主体的学科，以形象学为主导。近13年来天文学家获得了4个物理学诺贝尔奖，全是因为观测上的发现，包括双脉冲星、中微子/X射线天文、微波背景辐射各向异性和宇宙暗能量的发现。
当你仰望星空时不禁会问：宇宙是什么？它因何而来，向何而去？我们想知道星星是什么？它们怎么发光的？这些星星离我们多远、到底有多大多亮？星星是由什么组成？每颗恒星都是“独生子女”，还是有着双胞胎乃至多胞胎兄弟姐妹在身边？天文学家通过对个体星的观测积累，已逐渐得到恒星的统计性质，包括它们的质量、亮度函数和空间分布性质。
天文学家发现恒星的分布并非均匀，而是具有很强的成团性，可以形成星团、星系、星系团乃至由众多星系构成的横跨几亿光年的“长城”结构。总体上，宇宙在小尺度上和晚期呈现高度不均匀性，而在大尺度上和早期渐趋均匀。
某种意义上来讲，天体物理是距离一些终极“哲学问题”最近的地方。佛学描述的“梦幻泡影”，在宇宙当中无处不在：我们原则上无法看到任何天体的真实图像，因为它们发出的光都因其他天体的影响而变形、扭曲，这就是所谓的引力透镜。该效应和其他方法一起揭示了宇宙中存在大量的不可见暗物质，主导着宇宙的万有引力。繁星密布的苍穹并非永远宁静，而是一个丰富多彩的动态结构。恒星也像人类，有其诞生、成长及死亡的过程。
大质量恒星最终会爆炸形成超新星，在留下像中子星或黑洞这样的遗骸的同时，也会抛出大量含有重原子量化学元素的气体到宇宙空间。恒星演化也能产生碳、氮、氧等构成人体的重要元素，从而使得我们人类出现在宇宙的浩瀚舞台上。天文学家对超新星的观测表明宇宙存在暗能量，使其在加速膨胀。不仅恒星有生老病死，行星、星系乃至整个宇宙都有一个形成和演化的过程：这些天体起源演化的问题至今悬而未决，也是天文学家目前研究的重点。
每个天体都涉及极为复杂的物理过程，所以在观测上，需要通过从射电到红外、光学、X射线、γ射线等多波段的观测（有时甚至需要其他非电磁手段，如宇宙射线和引力波）来揭开其神秘的面纱。仅仅利用单一波段来研究天体就像盲人摸象，很难得到完整清晰的图像。在方法上，天体物理研究涉及微观尺度的量子力学到大尺度的广义相对论。因而要得到天体的完整图像，并对其有深刻理解，需要付出艰辛的努力。
人类要追溯宇宙的起源，就需要观测更远、更年轻、更暗的天体。这一需求揭开了打造下一代大望远镜，包括三十米望远镜的黄金时代。这些大型设备将给相关高新技术、国际合作和海量数据处理带来前所未有的挑战和机遇。这些设备的建成将使我们能进一步揭示暗物质、暗能量的本质，并有望使“人类在宇宙中是否孤独”这一问题走出科幻的范畴，在近20年内通过科学方法得到解答。
但在解开这些奥秘的同时，我们坚信繁星密布的苍穹必定会给我们带来更多更基本的新问题，更多的惊奇和敬畏！