天文学研究的对象有极大的尺度，极长的时间，极端的物理特性，因而地面试验室很难模拟。因此天文学的研究方法主要依靠观测。

由于地球大气对紫外辐射、X射线和γ射线不透明，因此许多太空探测方法和手段相继出现，例如气球、火箭和航天器等。天文学的理论常常由于观测信息的不足，天文学家经常会提出许多假说来解释一些天文现象。然后再根据新的观测结果，对原来的理论进行修改或者用新的理论来代替。这也是天文学不同于其他许多自然科学的地方。这样，用天文望远镜进行观测时，只要转动圆形屋顶，把天窗转到要观测的方向，望远镜也随之转到同一方向，再上下调整天文望远镜的镜头，就可以使望远镜指向天空中的任何目标了。

天文学在对于了解宇宙及其相关特性上，已有很大的进展。但仍有些天文学上的问题找不到解答。若要回答这些问题，可能要有新的地面或太空的天文仪器，也许在理论天文学或是观测天文学上需有新的进展。恒星质量谱的来源是什么？

为什么不论初始条件如何，天文学家都会观测到相同的恒星质量分布（初始质量函数）？可能需要对于星球及行星的形成有更深的了解。是否存在外星生命？若有外星生命，是有智能的吗？百年沧桑的上海天文台在很多人心目中，中国现代***早的天文台应该是南京紫金山天文台。若存在有智能的外星生命，要如何解释费米悖论。外星生命是否存在一事是在科学上及哲学上都有重要的意涵－太阳系是否有其独特性？

建造这台仪器的 技术并不难。首先，工作人员使用高压热水在南极冰层中钻一些深达2450米的 洞，每钻一个洞大约需40小时。然后，研究人员把一条带有连成一串的 60个检测器模块的 电缆往下放进这个洞里，并给这个洞浇满水，让它重新。

当一颗中微子在“冰立方”中触发了与某个原子核的 反应的 时候，会产生闪光。检测器就把闪光记录下来，地面的 计算机根据记录下来的 数据，可以重新构建出每一颗中微子的 特性，并确定它们的 能量及其来向。

佘山分为东、西两部分，其中西佘山高虽仅及百米，却是上海境内很高之山。这里原已建有一个小教堂（非现在的 圣母大教堂），具备一定的 便利条件。于是神父们以在较短的 时间内设计天文台的 建设蓝图。1900年，一座带有标志性圆顶的 天文台正式建成，名为佘山天文台。这才是真正意义上的 现代天文台，其主要业务就是天文观测和天文研究。天文学研究的对象有极大的尺度，极长的时间，极端的物理特性，因而地面试验室很难模拟。蔡尚质神父出任了任台长。

经过一百多年的 沧桑演变，佘山天文台现在已成为上海天文博物馆，其主楼中仍然可以寻找到各式各样的 望远镜和观测设备，馆中之宝当然就是那个硕大的 双筒折射望远镜。