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意大利天文学家、物理学家伽利略1609年发明了人类历史上第一台天文望远镜。伽利略望远镜（Galileo Telescope）是指物镜是凸透镜（汇聚透镜）而目镜是凹透镜（发散透镜）的望远镜。
最早的望远镜是折射式单筒望远镜，据说是在十七世纪（1570年前后）由一位荷兰小镇的眼睛店主Lippershey发明的。
一天，他为检查磨制出来的透镜质量，把一块凸透镜和一块凹镜排成一条线，通过透镜看过去，发现远处的教堂塔尖好象被拉近变大了，于是他在无意中发现了望远镜的秘密。
1608年他为自己制作的望远镜申请专利，并遵从当局的要求，造了一个双筒望远镜。但是，还有许多人自称是望远镜的发明者，基本上只是滥竽充数。
1609年伽利略获知后，他凭着自己深厚的物理学功底，对眼镜商的望远镜进行了改造，研制天文望远镜。他制成的第3架天文望远镜竟可以放大33倍。
1609年8月，伽利略把望远镜指向了星空，这一举动使他成为世界天文史上第一个用望远镜观测星空的人。他观测了月亮和银河，又借助云雾减弱太阳光线，观测了太阳。望远镜使伽利略眼界大开，他发现肉眼观测到的月亮上的阴影，原来都是些大大小小的坑穴和大片的“海”（现代天文学证明，这“海”其实是平原）；白茫茫的银河是由一颗颗密密麻麻的星星构成的；太阳表面还有一些大小不等的黑色斑点（后来称“太阳黑子”）。1610年1月伽利略从望远镜中发现木星附近有3个小光点，它们几乎在同一条直线上，一颗在木星右边，两颗在木星左边。奇怪的是，这些小光点有时变成4颗，有时只剩下2颗。伽利略一连几夜细心观察并详细记录，终于弄明白，原来那是4颗木星卫星。1610年9月，伽利略又从望远镜中观测到金星也像月亮一样，时圆时缺，原来这是金星围绕太阳运行的结果。
用望远镜观测星空的结果，使伽利略更加确信哥白尼日心地动说是正确的，他把自己的这些天文新发现写成了一个小册子《星际使者》。作品发表后在世界上引起了巨大轰动。尽管当时保守的教会竭力反对伽利略的观点，甚至有人拒绝使用望远镜观测星空，但仍无法阻挠伽利略和他的望远镜享有拉开人类天文学新纪元的序幕的殊荣。
