אחד הקשיים במיפוי היקום נובע מהעובדה כי ברוב חלקי החלל אין אור ואין אפשרות לראות את גרמי השמיים הנמצאים בקרבה.
עוד קושי במיפוי היקום הוא שבני האדם לא יודעים ולא יכולים לדעת (נכון לעכשיו) אם יש גבולות ליקום, כלומר, לא יכולים לדעת אם מה שאנו מחפשים בכלל נמצא שם.[1]
בנוסף, פיתוח הטכנולוגיה לחקר החלל הוא תהליך שצורך משאבים מתכלים רבים ובכך גוזל כסף רב. ישנו קושי נוסף במציאת חומרים מתאימים והוא נוגע לכך שבחלל ישנה טמפרטורה קיצונית מאוד כך שישנם חומרים מסוימים כמו ברזל שאינם עמידים בצורה מספקת בתנאי זה ולכן שלא ניתן להשתמש בהם לבניית אמצעי חקר הנשלחים לחלל, ובכל זאת, הצלחנו למצוא חומרים המתאימים לחלל ועד היום שולחים לויינים וטלסקופים למרות התנאים הקשים שקיימים שם.[2]
ישנו עוד קושי והוא מדבר על כך שגרמי שמיים שולחים אור שעין אנושית (עין בלתי מזוינת) לא יכולה לראות, אך אכן הצליחו לגבור על קושי זה דרך מצלמות שביכולתן לצלם תמונות באורכי גל שבני אדם לא מסוגלים לראות.[3]
עם כל הקשיים הללו ישנו גם הקושי הבא. ישנם כוכבים רבים שקשה לטלסקופים לראותם ולבני האדם לחקור אותם ולכן לוקח לאור שהם מפיצים זמן ארוך למדי להגיע אלינו כך, שישנו הסיכוי שבזמן שאור זה מגיע בדרכו אלינו, הכוכב עצמו כבר התפוצץ ולכן אולי כאשר האור יגיע לעינינו, הכוכב כבר לא יהיה קיים ואולי אפילו יתקיים במקומו כוכב אחר ועל כן כשירצו לחקור על הכוכב החדש שהתגלה, הוא כבר לא יהיה נוכח ביקום. [4]
בתקופה שלפני המהפכה הקופרניקאית, הטלסקופ שימש כאביזר אשליה ושעשוע, ועל כן נחשב ככלי לא אמין לחקר היקום. כתוצאה מכך, הכלי המרכזי למיפוי היקום היה עייני האדם.
דרך זו למיפוי היקום הובילה לתפיסה שכדור הארץ הוא מרכז היקום, שכן כשהסתכלו האנשים לשמיים נוצרת האשליה שהשמש וגרמי שמיים אחרים נעים סביב כדור הארץ.
האסטרונומיה השתנתה והשתכללה מאוד מא המהפכה הקופרניקאית. השינוי התרחש בעקבות שינויים באופני המחשבה של אנשי מדע והמצאות מדעיות חדשות, שאיפשרו את פויתוחם של כלי מחקר מתקדמים יותר.
בין הדוגמאות להתפתחות כלי המחקר ניתן למנות את שכלול הטלסקופ בין המאה ה-16 והמאה ה-18, וההבנה שכלי זה יכול לשמש לצרכים מדעיים; המצאת הלוויין הראשון ושליחת לוויינים לחלל - הלוויין המלאכותי "ספוטניק 1" שוגר לחלל ב־4 באוקטובר 1957, ובעקבותיו שוגרו לוויינים רבים נוספים עם טכנולוגיות המשמשות למיפוי היקום.
בשנים האחרונות ניתן למפות את היקום ולראות גרמי שמיים רחוקים בכמה דרכים שונות וביניהן טלסקופים מכדור הארץ שרואים עד למרחק של 9.3 מיליארד שנות אור.
חלק מהטלסקופים טסים במסלול פולארי, שהוא מסלול תנועה של לוויינים מסביב לכדור הארץ או לכוכב לכת אחר המסתובב סביב צירו. מסלול פולארי עובר מעל הקטבים, או לפחות מעל נקודות שקרובות לקטבים, של כוכב הלכת שאותו הוא מקיף. תפקיד הטלסקופים הממוקמים על פני כדור הארץ, במצפה הכוכבים, הוא לאסוף גלי אור או גלים אלקטרומגנטיות ולתרגמם לתמונה שהצופה יכול להבין.
ישנם שלושה סוגים עיקריים של טלסקופים. כל סוג נועד לטפל בגלים מסוגים שונים.
טלסקופ אופטי: טלסקופ שאוסף ומרכז אור מהספקטרום האלקטרומגנטי, ובנוסף ישנם טלסקופים אופטיים שעובדים על התת-אדום (שמתחת לספקטרום האלקרומגנטי) והעל סגול (שמעל הספקטרום האלקטרומגנטי).
טלסקופ רדיו: טלסקופ המשתמש בקרינת רדיו הנפלטת מגרמי שמיים וכוכבים.
הטלסקופ אינו מביא לנו תמונה ברורה ולכן ישנן הרבה שיטות שמתרגמות לנו את התמונה הלא מובנת לתמונה רגילה שאנו יכולים להבין, למשל:
שיטת Aitoff (השיטה שממנה נוצרה התמונה שלמעלה) שבה היא לוקחת את תמונת שלושת הממדים (שהתקבלה מהטלסקופ) חותכת אותו לחצי ומשטחת את הכל לצורת אליפסה.
ישנה גם שיטת המיפוי של החברה SDSS. בשיטת מיפוי זו מחלקים את השמיים לשלוש מפות: אחת בשביל הכוכבים, אחת בשביל החורים השחורים והשלישית בשביל הגלקסיות. את גרמי השמיים הללו הם ממפים בעזרת טלסקופים מיוחדים שנמצאים בכל רחבי כדור הארץ, בטלסקופים אלו יש צמצמים אשר קולטים את קרני האור הנובעים מכל האובייקטים האלו (החורים השחורים, הגלקסיות והכוכבים), קרני האור הללו מתלכדות למישור המוקד שבו נמצאים המכשירים שמנתחים את קרני האור. בתוך המרחב הממוקד של כל טלסקופ הנמצא בכל חצי כדור, נמצאים 500 "רובוטים" אשר נעים לעבר גרמי השמיים ולוכדים את קרני האור שלהם. התהליך הזה קורה מיליוני פעמים מפני שהיקום כל הזמן משתנה, כוכבים כל הזמן מתפוצצים וחורים שחורים ממשיכים לגדול. על כן לא מספיק למפות את היקום רק פעם אחת אלא צריך לעשות זאת מספר פעמים.
