Astrofizika ir astronomijas nozare, kas analizē kosmoloģisko objektu īpašības un mijiedarbību, pamatojoties uz zināmiem fiziskajiem likumiem. Šis termins ir nedaudz maldinošs, jo ikvienam, kurš nodarbojas ar astronomiju, ir jābūt arī fizikas lietpratējam. Var teikt, ka šī joma ir ļoti līdzīga astronomijas un kosmoloģijas jomām.
Divas galvenās nodaļas šajā jomā ir novērojumu un teorētiskā astrofizika. Nav tādas lietas kā eksperimentālā astrofizika, jo novērojamie svari un objekti ir pārāk lieli vai tālu, lai eksperimentētu ar modernajām tehnoloģijām. Tā kā gaismai ir nepieciešams laiks, lai nokļūtu līdz mums uz Zemes, visattālākie Visuma reģioni patiesībā ir logi uz seno Visumu, kad Visums bija daudz blīvāks un enerģiskāks. Tā kā šī joma dažkārt attiecas uz teorijām par agrīno, kompakto Visumu, tā var lielā mērā pārklāties ar daļiņu fiziku, kas sniedz prognozes par to, kā matērija izturēsies senajā Visumā.
Astrofiziķi ir pazīstami ar tādu parādību izpēti kā melnie caurumi, galaktikas, superkopas, neitronu zvaigznes, kvazāri, Lielais sprādziens, tumšā viela un enerģija, kosmiskās virknes, zvaigžņu evolūcija, kosmiskais mikroviļņu fona starojums un daudzas citas. Kosmoss ir laba arēna tīras fizikas izpētei, jo šādos lielos mērogos konkrētais objektu veidojošo elementu veids kļūst mazāk nozīmīgs, un vispārīgāki mainīgie, piemēram, masa un ātrums, kļūst par prioritāti. Dažreiz šo jomu sauc par “ļoti lielo un ļoti mazo izpēti”.
Astrofiziķi ir devuši daudz svarīgu atziņu cilvēces izpratnē par Visumu. Viņi ir pareģojuši iespējamo Visuma vecumu, novērojamā Visuma lielumu, cik ilgi Saule darbosies, pirms tā iztērēs savu kodoldegvielu, melno caurumu un citu eksotisku debess ķermeņu sastopamību, kā Visums izskatījās pirms miljardiem gadu. , starpzvaigžņu vai starpgalaktikas telpas vidējā temperatūra, galaktiku formas un veids, kā viela tiek izplatīta novērojamajā Visumā. Astrofizika vienmēr turpina attīstīties un sniedz jaunus ieskatus Visuma struktūrā.