قام علماء الرياضيات والفلكيون والفلاسفة الطبيعيون في العالم الاسلامي بمراكمة المعرفة التي توصلت إليها الحضارات البابلية والهندية واليونان القديمة ومصر حول هذا الموضوع، وأجروا دراسات أصلية بشأنها. لقد قام عباقرة من أمثال عبد الرحمن الصوفي والبيروني والبتاني وأولوغ بك وعلي القوشجوي وتقي الدين الراصد بتقييم المعارف القديمة المتوفرة بين أيديهم وتصحيحها من خلال الرصد والمراقبة والملاحظات التي جمعوها. لقد مكنتهم أدوات الرصد والمراقبة التي اخترعوها والمراصد التي أنشأوها من القيام باكتشافات جديدة وتوسيع المعارف القديمة من خلال التفسيرات والحسابات المبتكرة التي قاموا بها. ولأول مرة في التاريخ، بدأ الرصد والمراقبة العلمية في هذه الفترة، وظهرت الأمثلة الأولى للمراصد الحديثة في الجغرافيا الإسلامية.
الإسطرلاب
يعود أصل الاسم إلى الكلمة اليونانية “astrolabes” أو “astrolabon” التي صيغت بمزيج من الجمع بين الكلمتين “astron” (نجمة) و “lambanein” (أن يأخذ ، أن يمسك ، أن يقيس). وبالمعنى التقني، الإسطرلاب هو أحد الأدوات الفلكية، المستخدمة في العديد من الأغراض النظرية والعملية مثل حل مشكلات الفلك العالمية أو قياس الأجرام السماوية والارتفاعات المختلفة، وتحديد الليل والنهار، وتحديد اتجاه القبلة وفقًا لخطوط الطول والعرض للمدن. هناك العديد من أنواع الإسطرلاب، ويمكن تصميمها بشكل كروي أو مسطح (مستوي). وبشكل عام، فإن المقصود بكلمة الاسطرلاب عادة هو الاسطرلاب الدائري، والذي يتم تصنيعه على أساس إسقاط شكل السماء على متن جسم دائري مخطط.
تم إنتاج الإسطرلاب الخشبي في المعرض بقطر 1.5 متر وفقًا لخط العرض في إسطنبول.
التقويم
الروزنامة هو نوع من التقويم الفريد لدى العثمانيين. أعدت الروزنامة المعروضة في المعرض من قبل نائلي محمد وتغطي الأعوام 1804-1888. تقدم الروزنامة العديد من الشروحات وأهمها: جداول الشهور في الأعوام الهجرية والميلادية. بعد ذلك وابتداء من 10 كانون الأول (ديسمبر)، يتم عرض جداول طول النهار والليل كالتالي: الظهر، الظهيرة الأولى، الظهيرة الثانية، العشاء، الفجر، القبلة، ومنتصف الصباح لكل يوم. تم إعداد هذه القوائم في عمودين على شكل ستة أشهر في كل عمود منهما، من أعلى إلى أسفل ومن أسفل إلى أعلى. وتم كتابة الأحداث الطبيعية والمناسبات الخاصة على الجانبين.
الكرة السماوية
قدم عبد الرحمن الصوفي تصويرا ثنائيا لكل مجموعة من الأجرام السماوية، واحدة من خارج الأرض (كما ترى من السماء)، والأخرى من الداخل (كما ترى من الأرض). الكرة السماوية هي كرة وهمية تتخذ الأرض مركزا لها وترسم الأجرام والبروج السماوية بحسب موقعها حول الأرض، وقد استخدم علماء الفلك نماذج مختلفة للكرة السماوية وبأحجام مختلفة عبر التاريخ.
الربع المُجيًب
يقع الربع المجيًب في مرصد مراغة (موجود اليوم في محافظة أذربيجان الشرقية شمال شرق إيران) وهو نموذج صغير الحجم للنموذج الأصلي، الذي يبلغ قطره 2.5 متر. يوجد مسطرة متحركة في الزاوية القائمة وسط الربع المجيًب. تعمل هذه الأداة الجدارية الثابتة على تحديد ارتفاع الشمس والميل والكسوف وخط العرض للموقع المرصود.