Eine Sternwarte (oder ein Observatorium v.lat observare = beobachten) ist heutzutage ein Ort mit wissenschaftlichen Instrumenten, oft Teleskopen, für die Beobachtung des Weltraums.
Das Erscheinungsbild einer heutigen Sternwarte ist in der Regel durch eine oder mehrere Kuppeln gekennzeichnet, die einerseits zur Beobachtung geöffnet und in die gewünschte Richtung gedreht werden können, andererseits aber im geschlossenen Zustand das darunter aufgestellte Instrument schützen. Die Instrumente selbst (vor allem die Teleskope) sind zum Schutz vor Erschütterungen auf eigenen, vom übrigen Gebäude getrennten Sockeln montiert.
Die erste Schulsternwarte Deutschlands befand sich im ostsächsischen Bautzen.
Wesentlich für die Qualität der Beobachtung ist ein möglichst dunkler Himmel. Noch zu Ende des 19. Jahrhunderts war es möglich, von Sternwarten, die nur wenig entfernt von großen Städten errichtet waren, Beobachtungen durchzuführen, die wissenschaftliche Spitzenleistungen ermöglichten (siehe die Düsseldorfer Sternwarte in Bilk). Das Anwachsen der Städte und der damit verbundene Lichtsmog, der die Beobachtungen in zunehmendem Maß beinträchtigte, führte im 20. Jahrhundert zu einem Ausweichen in immer abgelegenere und vom Lichtsmog noch nicht betroffene Gebiete wie etwa in Gebirgen (z.B. Pyrenäen), Hawaii oder in der Atacama-Wüste in Chile.
Gleichzeitig ermöglichte der technologische Fortschritt die Anfertigung immer größerer Teleskope, die immer schwächere Lichtmengen auffangen können und so Beobachtungen in immer größere Tiefen des Weltalls erlauben. Auch diese Instrumente aber gelangen durch die natürliche Unruhe der Luft an Grenzen, die selbst durch eine computergesteuerte Adaption der Spiegel der Spiegelteleskope nicht mehr überwunden werden können. Ein Ausweg bot sich in der Konstruktion von Observatorien, die Beobachtungen aus dem Weltall und damit außerhalb des störenden Einflusses der Atmosphäre ermöglichen wie etwa das Hubble-Weltraumteleskop; in jüngster Zeit wird auch über die Errichtung eines Observatoriums auf dem Mond nachgedacht. Darüber hinaus wurden Weltraumteleskope entwickelt, um Beobachtungen in Spektralbereichen zu ermöglichen, die vom Boden aus unzugänglich sind, wie etwa im fernen Infrarot oder im Breich der Röntgenstrahlung.
Im weiteren Sinn werden auch Bauwerke, die durch ihre besondere Konstruktion die Festlegung bestimmter astronomischer Besonderheiten, wie z.B. den Tag der Wintersonnenwende, ermöglichen, als Observatorium bezeichnet. Bei dieser Art von Bauwerken, die zu meist einer vorgeschichtlichen Phase der verschiedensten Kulturen zuzurechnen sind, handelt es sich meist um so genannte Sonnenobservatorien, da von hier aus vor allem der Lauf der Sonne beobachtet wurde. Siehe: Sonnenobservatorium von Goseck
Sternwarten sind nicht mit Planetarien zu verwechseln. In ersteren kann man tatsächliche Objekte beobachten, während letztere die Himmelsobjekte künstlich projezieren.
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