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天文学是一门自然科学，它运用数学、物理和化学等方法来解释宇宙间的天体，包括行星、卫星、彗星、恒星、星系等等，以及各种现象，如超新星爆炸、伽马射线暴、宇宙微波背景辐射等等。广义地来说，任何源自地球大气层以外的现象都属于天文学的研究范围。

物理宇宙学与天文学密切相关，但它把宇宙视为一个整体来研究。