La astrofísica es una rama de la astronomía que analiza las propiedades e interacciones de los objetos cosmológicos basándose en leyes físicas conocidas. El término es un poco engañoso, ya que cualquier persona que se dedique a la astronomía también debe ser competente en física. Se puede decir que este campo es muy similar a los campos de la astronomía y la cosmología.
Las dos divisiones principales en este campo son la astrofísica teórica y la observacional. No existe la astrofísica experimental porque las escalas y los objetos que se observan son demasiado grandes o demasiado lejanos para experimentar con la tecnología moderna. Debido a que la luz tarda en viajar hasta nosotros en la Tierra, las regiones más distantes del universo son en realidad ventanas al universo antiguo, cuando el universo era mucho más denso y enérgico. Debido a que este campo a veces se ocupa de las teorías del universo compacto temprano, puede superponerse fuertemente con la física de partículas, que proporciona predicciones de cómo se comportaría la materia en el universo antiguo.
Los astrofísicos son conocidos por estudiar fenómenos como los agujeros negros, las galaxias, los supercúmulos, las estrellas de neutrones, los quásares, el Big Bang, la materia oscura y la energía, las cuerdas cósmicas, la evolución estelar, la radiación de fondo de microondas cósmica y muchos otros. El cosmos es un buen escenario para estudiar la física pura porque en escalas tan grandes, el tipo particular de elemento que compone los objetos se vuelve menos significativo y las variables más generales, como la masa y la velocidad, tienen primacía. A veces, este campo se denomina «el estudio de lo muy grande y lo muy pequeño».
Los astrofísicos han aportado muchas ideas importantes para la comprensión del universo por parte de la humanidad. Han predicho la edad probable del universo, el tamaño del universo observable, cuánto tiempo durará el Sol antes de que se agote su combustible nuclear, lo común de los agujeros negros y otros cuerpos celestes exóticos, cómo se veía el universo hace miles de millones de años. , la temperatura promedio del espacio interestelar o intergaláctico, las formas de las galaxias y la forma en que la materia se distribuye en el universo observable. La astrofísica siempre continúa evolucionando y produciendo nuevos conocimientos sobre la estructura del universo.