Astrofizika

Astrofizika dhe astronomia janë aplikimet e teorisë dhe metodave fizike për studimin e strukturës yjore, evolucionit yjor, origjinës së sistemit diellor, dhe problemeve të lidhura me kozmologjinë. Për shkak se astrofizika është një subjekt shumë i gjerë, astrofizikantët zakonisht aplikojnë shumë disiplina të fizikës, përfshirë mekanikën, elektromagnetizmin, mekanikën statistike, termodinamikën, mekanikën kuantike, relativitetin, fizikën bërthamore, dhe fizikën atomiko-molekulare.
Astrofizika u zhvillua nga shkenca e vjetër e astronomisë. Astronomët e civilizimeve të hershme bërën vëzhgime metodike të qiellit, kjo duket nga artifaktet e shumta astronomike të kohëve të hershme të gjetura në kultura të ndryshme. Pas shekujsh zhvillimi nga astronomët Babiloniane dhe Greke, astronomia perëndimore u fut në një periudhë letargjike për katërmbëdhjetë shekuj deri në ardhjen e Nicolaus Copernicus i cili modifikoi sistemin Ptolemaik duke vendosur diellin në qendër të universit. Observimet e detajuara të Tycho Brahes çuan në Ligjet e Keplerit të lëvizjes planetare. Në të njëjtën kohë teleskopi i Galileut ndihmoi në zhvillimin e shkencës moderne. Teoria e Njutonit e gravitetit universal dha një bazë dinamike për ligjet e Keplerit. Në fillim te shekullit te 19-te., shkenca e mekanikes qiellore arriti një stad shumë të zhvilluar në duart e Leonhard Euler, J. L. Lagranzhit, P. S. Laplasit, dhe të tjerëve. Teknika matematike të fuqishme bënë të mundur zgjidhjen analitike të disa nga problemeve më thelbesore të gravitacionit klasik të zbatura tek sistemi diellor. Në fund të shekullit të 19-të, zbulimi i vijave spektrale në dritën e diellit provoi se elementet e gjetur tek Dielli gjënden edhe në Toke. Gjatë kësaj kohe interesi u zhvendos nga përcaktimi i distancës dhe pozicionit të yjeve tek përcaktimi i përbërjes së tyre fizike (shikoni struktura yjore dhe evolucioni yjor). Për shkak se aplikimi i fizikës tek astronomia ka zënë nje rol thelbësor përgjatë shekullit të 20-të, diferencimi midis astronomisë dhe astrofizikës është zhdukur.
Zbulimi nga Karl Jansky në 1931 që radio sinjalet e emetuara nga trupat qiellore shënoi fillimin e shkencës së radio astronomisë. Në kohët e fundit, zbulimet astronomike janë zgjeruar me hedhjen e sondave kozmike. Perturbimet dhe interferenca nga atmosfera e Tokes e bejnë të domosdoshme përdorimin e astronomisë së rrezeve-X,infra te kuqe, ultraviolet, rreze gama. Teleskopi hapësinor Habëll, i lëshuar në 1990, ka bërë të mundur shikimin e pamjeve vizuale të një kualiteti dhe qartësie të lartë që ja kalon pamjeve të marra nga instrumentet tokësore; vëzhgimet nga Toka përdorin teleskope me optikë adaptive e cila bën të mundur kompesimin e turbulencës pranë atmosferës së Tokës.
Kozmologjia fizike është studimi i formimit dhe evolucionit të universit në shkallat më të mbëdha. Teoria e relativitetit e Albert Ajnshtajnit luan një rol thelbësor në teoritë moderne kozmologjike. Në fillim të shekullit të 20-të, zbulimi i Habëllit që universi po zgjerohej, siç tregohet nga diagrami i Habëllit, bëri që të dilnin teori të reja si Modeli i gjendjes se qendrueshme te universit dhe ai i Bumit te madh. Teori e Bumit te Madh u konfirmua nga suksesi i parashikimeve të teorisë së Nuklosintezës së Bumit te Madh dhe zbulimit të sfondit kozmik mikrovalor në 1964. Modeli i Bumit të madh qëndron mbi dy shtylla teorike: Teoria e relativitetit të përgjithshëm e Albert Ajnshtajnit dhe parimi kozmologjik. Kozmologjistët, kohët e fundit kanë formuar një model preçiz të evolucionit të universit, i cili perfshin inflacionin kozmik, energjinë e zezë dhe lëndën e zezë.