אסטרונומיה היא מדע העוסק בטבע היקום. הראיות מלמדות כי האדם אינו נמצא בעמדה מרכזית או ייחודית ביקום, אלא הוא רק חלק זעיר ממערכת עצומה. מדענים גילו כי מספר קטן של חוקים פיזיקליים שולטים בכל התופעות בטבע, החל באטמוספירה של כדור הארץ ועד ליצירת היקום כולו, במהלך המפץ הגדול. במובן הכללי, אסטרונומיה מרחיבה את פעולתם של חוקי הפיזיקה אל היקום שמעבר לכדור הארץ. אנו מאמינים שחוקי הפיזיקה חלים גם באזורים מרוחקים של זמן ומרחב, הנחה שאושרה בכל פעם שאנו מנסים לבדוק אותה.
כל הרעיונות במדע מבוססים על ראיות והם כפופים לביקורת מתמדת ולשיפור. העדויות מוצגות כמדידות כמותיות, המורכבות ממספר, מערכת יחידות, ושגיאה או אי וודאות מספרית. באמצעות מדידות שכאלה, מדענים משערים השערה המבוססת על תצפיות ולאחר מכן מנסים לאמת או להפריך אותה בסיוע תצפיות נוספות. רעיונות השורדים את הגישה הספקנית הזו נקראים תיאוריות. תיאוריה טובה ניתנת לבדיקה, מאפשרת ביצוע תחזיות, ומסבירה מגוון רחב של תופעות. תיאוריות אמורות לגלות יציבות. ההיסטוריה של המדע ראתה תיאוריות שהשתנו ואף נזנחו. תוצאה כזו אינה חולשה או כישלון של המדע; זהו פועל יוצא של הדרך בה אנחנו מתקדמים בהבנת הטבע. רעיונות מדעיים יכולים לבוא לידי ביטוי במלים או במשוואות. הכלים ליישומם של רעיונות אלה הם הלוגיקה והמתמטיקה.
באדיבות NASA
מדענים טובים יודעים שאין פוליסת ביטוח לאמת, והם מכירים בכך שכל מדידה מרכיב שאינו ברור במידה מסוימת. לדוגמה, אנחנו עדיין לא בטוחים האם היו אי-פעם חיים על מאדים, הסיבה לכך שעדיין לא קיימות ראיות מספקות. המצב שכזה מעודד קבוצות מדענים לפתח משימות חלל נוספות, שנועדו להחזיר לכדור הארץ סלעים נוספים ממאדים. לאורך מאות שנים בני האדם המציאו מערכות ידע וכלים מחשבתיים. למערכות אלו יתרונות רבים, אבל לכולן מגבלות ביחס העברת ידע נטול סתירות ובחשיפת האמת. אופיו הייחודי של המדע הוא שהוא מתקדם לעבר גוף ידע מדויק יותר בעזרת איסוף נתונים חדשים, בדיקת השערות נטישת תיאוריות שאינן תואמות את התצפיות ופיתוח תיאוריות חדשות.