1609年，意大利科學家伽利略研製了一架望遠鏡，這架望遠鏡的直徑不到3厘米，清晰度不高，但畢竟可以用來觀察天體。伽利略用這架望遠鏡所做的第一件事就是瞄準月球。那時，正統的天文學宣稱，月球是一個完美的球體，像水晶一樣光滑。然而，伽利略從望遠鏡裏望去，看到的全然不是這麼一回事。
月球是一個表麵凹凸不平的球體！伽利略為自己的發現感到震驚。他在《星際使者》中描述所見到的情景：“新月之後四五天，當月球現出亮亮的尖角時，明暗兩部分之間的界線，完全不是完美球麵上那樣的圓滑。相反，分界線並不平整，也不規則，充滿鋸齒形。”
在明暗之間的界線附近，明亮的區域裏有些小黑塊，陰暗區域中則有些亮點，隨著界線移動，黑塊減少，亮的部分增加。這現象恰如在地球上，當太陽升空時，山峰照亮的部分增加，山穀陰暗的部分減少。顯然月球上有山！
月球上這些山峰和山穀，伽利略把它們描繪成“好似孔雀尾巴上的圓斑”，背著陽光的邊緣上有一道黑色帶，麵向陽光的那一邊則照得通明。這應是一些圓形的幽穀，四周圍繞著山脈，也就是我們今天所稱的“環形山”。
伽利略從確定影子的長度開始，終於算出這些山的高度。他認為某些山高達7000米，超出當時已知的地球上任何山峰的高度。月球比地球小得多，卻有更高的山，因此月球表麵更加高低不平，他還在自己寫的書中繪了插圖。
那麼，既然月球表麵如此高低不平，為什麼它明亮部分的邊緣呈如此完美的圓形，而不是鋸齒狀呢？伽利略這樣回答：那是因為在明亮部分的邊緣上（我們永遠隻能見到月球的一個側麵）有許多山脈並列著，在我們看來，一條山脈的凹陷部分被另一條山脈的隆起部分填滿了，因而邊緣部分就呈現出圓形。這就像波濤洶湧的大海，從遠處看去，海麵似乎是平的，因為所有的波峰高度相同，遮掩了隔開它們的波穀。
現代望遠鏡發明後，天文學獲得了極大的發展。通過望遠鏡和光學分光鏡，人們不但認識到月球是與地球相似的天體，而且發現兩個天體的物質都是相同的。於是，許多人開始討論地球的多樣性問題，猜測其他天體是否具有像人一樣的生命。