اخترفیزیک

فیزیک ستارگان شاخه ای از ستاره شناسی است که اصول فیزیک و شیمی را به کار می برد «برای تعیین ماهیت بدن آسمانی، به جای موقعیت و حرکت آن ها در فضا». در میان اشیاء مورد مطالعه، خورشید، ستاره های دیگر، کهکشان ها، سیارات فراخورشیدی، میان ستاره ای و پس زمینه مایکروویو کیهانی است. انتشار آن ها در تمام قسمت های طیف الکترومغناطیسی مورد بررسی قرار گرفته و خواص بررسی شده شامل نوردهی، تراکم، درجه حرارت و ترکیب شیمیایی است. از آنجایی که اخترفیزیک موضوع بسیار وسیع است، اخترفیزیکدانها معمولاً از بسیاری از رشته های فیزیک، از جمله مکانیک، الکترومغناطیس، مکانیک آماری، ترمودینامیک، مکانیک کوانتومی، نسبیت، فیزیک هسته ای و ذرات و فیزیک اتمی و مولکولی استفاده می کنند.
کیهان شناسی
فیزیک خورشید
اخترشناسی
نجوم رصدی
در عمل، تحقیقات نجومی مدرن اغلب شامل مقدار قابل توجهی از کار در عرصه فیزیک نظری و مشاهدات است. برخی از حوزه های مطالعاتی که برای اخترفیزیک ها انجام می شود عبارتند از تلاش های آن ها برای تعیین: خواص ماده تاریک، انرژی تاریک و سیاه چاله ها؛ آیا زمان سفر امکان پذیر است، کرم چاله ها می توانند شکل بگیرند یا چند نوع وجود داشته باشند؟ و سرنوشت و سرنوشت نهایی جهان. مباحثی که توسط فیزیکدانان ستاره ای نظری مورد مطالعه قرار گرفت عبارتند از: تشکیل و تکامل سیستم خورشیدی؛ دینامیک و تکامل ستارگان؛ شکل گیری و تکامل کهکشان؛ ساختار بزرگ مقیاس ماده در جهان؛ منشأ پرتو کیهانی؛ نسبیت عام و کیهان شناسی فیزیکی، از جمله کیهان شناسی رشته ای و فیزیک ذرات.
اگر چه اخترشناسی به همان اندازه تاریخی است که تاریخ خود را ثبت کرده است، اما از مطالعه فیزیک زمین جدا شده است. در جهان بینی ارسطویی، بدنهای آسمان به نظر می رسید که حوزه های تغییرناپذیری بودند که تنها حرکت یک حرکت یکنواخت در یک دایره بود، در حالی که جهان دنیایی، قلمروی است که تحت رشد و انقراض قرار داشت و در آن حرکت طبیعی در خط مستقیم بود و زمانی که جابجایی به مقصد رسید در نتیجه، تصور می شد که منطقه آسمانی از یک ماده اساساً متفاوت از آنچه در کره زمین پیدا شده بود ساخته شده است؛ یا آتش به عنوان توسط افلاطون، یا اتر نگهداری شده توسط ارسطو حفظ شده است. در طول قرن ۱۷ میلادی، فیلسوفان طبیعی مانند گالیله، دکارت و نیوتون شروع به تثبیت نمودند که مناطق آسمانی و زمینی از مواد مشابهی ساخته شده و تحت قوانین طبیعی قرار گرفته اند. چالش آن ها این بود که ابزار هنوز اختراع نشده بود که بتواند این اظهارات را اثبات کند.
برای بسیاری از قرن نوزدهم، تحقیقات نجومی بر روی کار روزمره اندازه گیری موقعیت ها و محاسبه حرکات اجسام نجومی متمرکز بود. نجوم جدیدی که به زودی به عنوان آستروفیزیک نامیده می شود، هنگامی که ویلیام هاید والستن و یوزف فون فراونهوفر به طور مستقل کشف کردند، هنگامی که تجزیه نور از خورشید آغاز شد، بسیاری از خطوط تاریک (مناطقی که نور کم یا کم نور وجود دارد) مشاهده شد در طیف تا سال ۱۸۶۰ فیزیکدان گاستاو کیرشهف و شیمیدان رابرت بونسن نشان دادند که خطوط تاریک در طیف خورشید با خطوط روشن در طیفهای گازهای شناخته شده، خطوط خاص مربوط به عناصر شیمیایی منحصر به فرد هستند. کیرشهف دریافت که خطوط تاریک در طیف خورشید توسط جذب عناصر شیمیایی در جو زمین ایجاد شده است. به این ترتیب اثبات شد که عناصر شیمیایی موجود در خورشید و ستارگان نیز بر روی زمین یافت شده است.

اخترْفیزیک (astrophysics)
بررسی ماهیت فیزیکی ستارهها، کهکشانها، و عالم. اخترفیزیک در قرن ۱۹ با توسعۀ طیف بینیپاگرفت که تجزیه وتحلیل ترکیب ستاره ها از راه نورشان را برای اخترشناسان ممکن ساخت. اخترفیزیک دانان به جهان هستی مانند آزمایشگاه طبیعی عظیمی می نگرند که در آن بررسی مادّه در شرایطی از دما، فشار، و چگالی ای ممکن است که در زمین دست یافتنی نیستند.