L’astrofisica è una branca dell’astronomia che analizza le proprietà e le interazioni degli oggetti cosmologici sulla base di leggi fisiche note. Il termine è leggermente fuorviante, poiché chiunque si occupi di astronomia deve essere esperto anche in fisica. Si può dire che questo campo è molto simile ai campi dell’astronomia e della cosmologia.
Le due principali divisioni in questo campo sono l’astrofisica osservativa e quella teorica. Non esiste una cosa come l’astrofisica sperimentale perché le scale e gli oggetti osservati sono troppo grandi o troppo lontani per essere sperimentati con la tecnologia moderna. Poiché la luce impiega tempo per raggiungere noi sulla Terra, le regioni più lontane dell’universo sono in realtà finestre sull’universo antico, quando l’universo era molto più denso ed energico. Poiché questo campo a volte si occupa di teorie dell’universo primordiale e compatto, può sovrapporsi fortemente con la fisica delle particelle, che fornisce previsioni su come si comporterebbe la materia nell’universo antico.
Gli astrofisici sono noti per studiare fenomeni come buchi neri, galassie, superammassi, stelle di neutroni, quasar, Big Bang, materia ed energia oscura, stringhe cosmiche, evoluzione stellare, radiazione cosmica di fondo a microonde e molti altri. Il cosmo è una buona arena per lo studio della fisica pura perché su scale così grandi, il particolare tipo di elemento che compone gli oggetti diventa meno significativo e le variabili più generali, come massa e velocità, prendono il primato. A volte, questo campo è chiamato “lo studio del molto grande e del molto piccolo”.
Molti importanti spunti per la comprensione dell’universo da parte dell’umanità sono stati forniti dagli astrofisici. Hanno previsto la probabile età dell’universo, le dimensioni dell’universo osservabile, quanto tempo durerà il Sole prima che esaurisca il suo combustibile nucleare, la diffusione dei buchi neri e di altri corpi celesti esotici, come appariva l’universo miliardi di anni fa , la temperatura media dello spazio interstellare o intergalattico, le forme delle galassie e il modo in cui la materia è distribuita nell’universo osservabile. L’astrofisica continua sempre ad evolversi ea produrre nuove intuizioni sulla struttura dell’universo.