1604年，天空中出現了一顆耀眼的新星。這一宇宙壯觀激起了義大利科學家伽利略的極大興趣。遺憾的是那時望遠鏡還沒發明，伽利略只好憑肉眼觀測。1609年伽利略獲知一個荷蘭眼鏡商發明瞭望遠鏡，他憑著自己深厚的物理學功底，對眼鏡商的望遠鏡進行了改造，研製觀天望遠鏡。他製成的第3架天文望遠鏡竟可以放大33倍。1609年8月，伽利略把望遠鏡指向了星空，這一舉動使他成為世界天文史上第一個用望遠鏡觀測星空的人。他觀測了月亮和銀河，又藉助雲霧減弱太Sunny線，觀測了太陽。望遠鏡使伽利略眼界大開，他發現肉眼觀測到的月亮上的陰影，原來都是些大大小小的坑穴和大片的“海”（現代天文學證明，這“海”其實是平原）；白茫茫的銀河是由一顆顆密密麻麻的星星構成的；太陽表面還有一些大小不等的黑色斑點（後來稱“太陽黑子”）。1610年1月伽利略從望遠鏡中發現木星附近有3個小光點，它們幾乎在同一條直線上，一顆在木星右邊，兩顆在木星左邊。奇怪的是，這些小光點有時變成4顆，有時只剩下兩顆。伽利略一連幾夜細心觀察並詳細記錄，終於弄明白，原來那是4顆木星衛星。1610年9月，伽利略又從望遠鏡中觀測到金星也像月亮一樣，時圓時缺，原來這是金星圍繞太陽執行的結果。

用望遠鏡觀測星空的結果，使伽利略更加確信哥白尼日心地動說是正確的，他把自己的這些天文新發現寫成了一個小冊子《星際使者》。作品發表後在世界上引起了巨大轟動。儘管當時保守的教會竭力反對伽利略的觀點，甚至有人拒絕使用望遠鏡觀測星空，但仍無法阻撓伽利略和他的望遠鏡享有拉開人類天文學新紀元序幕的殊榮。