Im Jahre 1669 entwickelte der englische Physiker Isaac Newton die Theorie von der Massenanziehung. Danach sollen Körper durch ihre Masse eine Gravitation aufeinander ausüben. In seinem Werk "Principia Mathematica" führt er die keplerschen Gesetze auf diese Anziehungskraft zurück. Das Werk war der Grundstein für die moderne Astrophysik.
Zu den wichtigsten Entdeckungen des 18. Jahrhunderts gehören die von Uranus und Neptun. Im 19. Jahrhundert entdeckte man die Absorptionslinien im Sonnenlichtspektrum. Mit ihnen ließen sich später die chemische Zusammensetzung und andere physikalische Eigenschaften der Sonne und von anderen Sternen bestimmen. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurde die Vorstellung von Raum und Zeit durch die Arbeiten des Physikers Albert Einstein grundlegend verändert. Nach seinen Theorien, welche sich später bestätigen sollten, sind Zeit und Raum keine absoluten Größen, sondern vom Betrachter und dessen Bewegung abhängig. Ausserdem wird laut Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie der Raum von Massen gekrümmt. Dieses Phänomen kann man durch den Gravitationslinseneffekt beobachten. Eine weitere fundamentale Feststellung des 20. Jahrhunderts ist die Tatsache, dass sich das gesamte Universum ausdehnt. Schlußfolgernd heißt das, dass diese Ausdehnung an einem Punkt begonnen haben muss - dem Urknall. Am 18. Februar 1930 wurde Pluto entdeckt und als neunter Planet unseres Sonnensystems eingestuft. Da man jedoch weitere Objekte auf ähnlichen Umlaufbahnen in seiner Größe fand, wird er seit einigen Jahren zu den Zwergplaneten des Kuiper-Gürtels gezählt. Die Mitte des 20. Jahrhunderts war der Beginn des Zeitalters der Raumfahrt. Sie ermöglichte erstmals die direkte Erkundung fremder Himmelskörper. Zu dieser Zeit wurde auch die Radioastronomie erfunden (Bild). Man konnte den Himmel nun auch im nicht sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums beobachten. 1990 startete die Nasa das Weltraumteleskop Hubble. Es ermöglichte hochauflösende Fotografien des Kosmos, ohne Störung durch die Erdatmosphäre. Kurz vor Beginn des 21. Jahrhunderts gelang es erstmals Planeten nachzuweisen, die andere Sterne umkreisen - so genannte Exoplanten.