NGC 4414, typická špirálová galaxia v súhvezdíVlasy Bereniky, má asi 56,000svetelných rokov v priemere a je vzdialená približne 60 miliónov svetelných rokov.
Aj keď astronómia je staroveká veda, tak nebola spájaná s fyzikou. VAristotelovskom svetonázore nebeský svet smeroval kdokonalosti – telesá na oblohe sa javili ako dokonalégule, ktoré sa pohybovali po dokonalýchkružnicových dráhach – zatiaľ čo pozemský svet bol odsúdený k nedokonalosti, tieto dva svety vôbec neboli príbuzné.
Aristarchos zo Samosu (310 – 250 pred Kr.) ako prvý predstavil myšlienku, že pohyb nebeských telies sa dá vysvetliť za predpokladu, žeZem a ostatnéplanéty obiehajú okoloSlnka. Nanešťastie, v dobegeocentrického pohľadu, bola táto teória považovaná zakacírstvo. Tento názor, založený zdanlivo na zdravom rozume, pretrvával bez väčších pochybností celé storočia až po vznikKopernikovskéhoheliocentrizmu v16. storočí vďaka dominancii geocentrického modelu odPtolemaia (83 – 161), popísaného v jeho rozpraveAlmagest.
Po oživení heliocentrizmu Mikulášom Kopernikom v 16. storočí objavil roku1610Galileo Galilei 4 najjasnejšiemesiace Jupitera a zdokumentoval ichobežné dráhy okolo planéty. To sa nezhodovalo s geocentrickým názorom Katolíckej cirkvi a Galileo sa vyhol vážnemu trestu len vďaka vyhláseniu, že jeho astronómia bola prácoumatematiky a nie prírodnejfilozofie (fyziky) a preto bola čisto abstraktná.
Dostupnosť presných údajov vďaka pozorovaniam (hlavne odTycha Brahe) viedli k výskumu teoretických vysvetlení pozorovaného správania. Najskôr boli objavené iba empirické pravidlá, ako napr.Keplerove zákony planetárneho pohybu, objavené začiatkom17. storočia. NeskôrIsaac Newton objavil, že rovnaké zákony platia pre dynamiku objektov na Zemi a pre pohyb planét a mesiacov, a tak doplnil medzeru medzi Keplerovými zákonmi a Gallileiho dynamikou. PoužitieNewtonovskej gravitácie aNewtonových zákonov na vysvetlenie Keplerových zákonov bolo prvým zjednotením astronómie a fyziky.
Publikovaním svojej knihyPhilosophiæ Naturalis Principia Mathematica transformoval Newton námornúnavigáciu. Okolo roku1670 začalo meranie celého sveta pomocou moderných nástrojovzemepisnej šírky a najlepších dostupných hodín. Potreby navigácie boli motorom stále presnejších astronomických pozorovaní a nástrojov, čo vedcom poskytovalo stále viac údajov.
Koncom19. storočia objavili pri rozklade slnečného svetla množstvospektrálnych čiar. Experimenty s horúcimiplynmi preukázali, že rovnaké čiary boli pozorované vspektrách plynov, boli to špecifické čiary zodpovedajúce rôznymchemickým prvkom. Týmto spôsobom bolo dokázané, že rovnaké prvky sa nachádzajú na Slnku a aj na Zemi.[2]
Infračervená astronómia skúma žiarenie s väčšou dĺžkou ako dokáže zachytiť ľudské oko ale kratšie ako rádiové žiarenie. Infračervené pozorovania využívajúteleskopy podobné známym optickým teleskopom. Skúma objekty chladnejšie ako hviezdy, napr. planéty.
Optická astronómia je najstarším druhom astronómie. Teleskopy spolu so zariadeniami na meranie náboja alebospektroskopmi sú najpoužívanejšími nástrojmi.Zemská atmosféra sťažuje optické pozorovania a na získanie obrázkov v najvyššej kvalite sa použivaadaptívna optika alebovesmírne teleskopy. V týchto vlnových dĺžkach sú viditeľné hviezdy a mnoho chemických spektier, ktorými sa skúma chemické zloženie hviezd,galaxií a hmlovín.
Okremelektromagnetického žiarenia je možné zo Zeme pozorovať len málo vecí, ktoré pochádzajú z veľkých vzdialeností. Existuje pár observatóriígravitačných vĺn, ale gravitačné vlny sa pozorujú ťažko. Pôvodne na štúdium Slnka vzniklineutrínové observatóriá. Pozorovať sa dá tiežkozmické žiarenie pozostávajúce z extrémne energetických častíc.
Pozorovania sa tiež líšia svojou dĺžkou. Väčšina optických pozorovaní trvá minúty až hodiny, takže javy, ktoré sa menia rýchlejšie sa pozorovať nedajú. Na druhej strane rádio pozorovania dokážu sledovať udalosti rádovo v milisekundách (milisekundové pulzary) a kombinujú dáta získane počas mnoho rokov (štúdie spomaľovania pulzarov).
Štúdium Slnka má v pozorovaniach špeciálne miesto. Pre obrovské vzdialenosti iných hviezd môžeme Slnko pozorovať tak detailne ako žiadnu inú hviezdu. To, ako rozumieme nášmu Slnku, slúži ako návod pre porozumenie iným hviezdam.
Téma zmien hviezd, alebovývoja hviezd, často predstavuje umiestňovanie hviezd na správne pozície vHertzsprung-Russellovom diagrame, tie reprezentujú stav hviezdneho objektu od zrodu po zničenie. Materiálové zloženie astronomických objektov sa skúma pomocou:
Teoretická astrofyzika využíva širokú paletu nástrojov vrátane analytických modelov apočítačových simulácií. Každý z nich má svoje výhody. Analytické modely procesov sú vo všeobecnosti lepšie pre poskytovanie pohľadu do srdca toho čo sa deje. Číselné modely môžu odhaliť javy a efekty, ktoré by boli inak neviditeľné.[3][4]
Teoretickí astrofyzici sa pokúšajú vytvoriť teoretické modely a zistiť pozorovateľné následky týchto modelov.
Teoretici tiež vytvárajú alebo upravujú modely tak, aby zodpovedali novým údajom. V prípade nezhôd sa pokúšajú zapracovať dáta do modelu pri minimálnych úpravách. Niekedy môže množstvo konfliktných dát viesť k opusteniu modelu.
Niektoré široko prijímané a skúmané teórie a modely astrofyziky momentálne zahrnuté v Lambda-CDM modeli sú Veľký tresk,kozmická inflácia,tmavá hmota aenergia a základné fyzikálne teórie.Červie diery sú príkladom hypotéz, ktoré sa ešte len musia potvrdiť.
.jpg)
