Fue necesario observar el cielo desde que se desarrolló la agricultura: esta actividad dependía de las estaciones y, ante todo, de la altura del Sol en el cielo a una hora determinada. Tras la revolución neolítica y los inicios de las primeras civilizaciones, Mesopotamia ya albergaba astrónomos que estudiaban los movimientos de las estrellas y los planetas y los convertían en dioses. La época favorecía las interpretaciones religiosas y místicas, de modo que la observación astronómica, ya muy avanzada en tiempos de los babilonios, podía confundirse también con la astrología, que pretendía leer el futuro o los caracteres en las posiciones de los astros respecto de las figuras mitológicas dibujadas en el cielo. La presencia de estos mitos era tan fuerte que los nombres de esas figuras (cúmulo de Virgo, constelación de Orión…) aún resultan útiles hoy, aunque hayan perdido su carácter simbólico. Pero una cosa es realizar una observación y otra explicarla. Eso hicieron los griegos, que elaboraron las primeras explicaciones e interpretaciones de los movimientos de los cuerpos celestes. En la Edad Media y en los siglos posteriores, los navegantes utilizaban las posiciones de los astros para determinar su posición.
Copérnico, junto con Kepler, quebró el antropocentrismo vigente. Newton estableció, mediante la gravitación universal, por qué los planetas giraban alrededor del Sol. Laplace y muchos otros seguirían formalizando las observaciones. Emmanuel Kant, en su Teoría del cielo, sentó las bases filosóficas de la cosmología con un universo euclidiano, inmutable y eterno. La astronomía siguió regida por las leyes de Newton hasta comienzos del 20.º siglo.
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Los inicios de la cosmología científica
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Estamos en 1915. Albert Einstein culmina la teoría de la relatividad general, que había elaborado desde la década de 1910. Con ella, la cosmología se vuelve científica, pues esta teoría del campo gravitatorio permite definir propiedades de un conjunto, el universo, cuyos límites aún están por determinar. Esto supone aceptar dos principios: las leyes de la física son leyes universales válidas tanto en el pasado como en el futuro; el universo es idéntico en todas partes y no existe un lugar de observación privilegiado (es el principio de isotropía). Prescindir de estos principios implicaría emplear otra física o pensar que las propiedades de nuestro espacio local no existirían en otras partes del universo. Gracias a la relatividad general, el universo como objeto se describe mediante una ecuación en un espacio geométrico no euclidiano.
