天體物理

天體物理是物理學和天文學的一個分支。所以它的研究歷史可追溯到公元前，是一門古老的學科。它研究天空物體的性質及它們的相互作用。天空的物體包括星，星系，行星，外部行星等。

天體物理分為二大部分：觀察天體物理和理論天體物理。

觀察天體物理 使用電磁譜作為天體物理的觀察手段。

無線電天文學：用波長大過幾毫米的電磁波研究輻射。例如：無線電波一般由星際間的氣體和塵雲發出；宇宙微波輻射由大爆炸產生；脈衝星的光發生紅移，這些觀察都要求十分大的無線電望遠鏡。

紅外天文學：用紅外光研究輻射。通常用類似光學顯微鏡作紅外觀察。

光學天文學是最古老的天文學。最常用的儀器是配上電荷耦合器或譜儀的望遠鏡。大氣對光學觀察有些干擾，用改型光學和空間望遠鏡以得到最大可能清晰的圖像。在此波段內，可觀察到星體；也可觀察到化學譜去分析星，星系和星雲的化學成份。

紫外，X-射線和伽瑪射線天文學：研究能量高的的天體，如雙脈衝星，黑洞及其它這類輻射不易進入大氣層。可用二種方法觀察這類電磁譜：空間為基地的望遠鏡和以地為基地的切倫科夫空氣望遠鏡。

除電磁輻射外在地球能觀察很少從遠距離輻射來的物體信息。已建立了一些重力波觀察，但很難觀察重力波。也建立了中微子觀察。已初步研究了太陽的情況。也已觀察到有高能的宇宙射線粒子衝擊地球大氣層。

可在不同時標觀察，大多光學觀察在分到小時內。變化快過這段時間的則看不到。但歷史顯示一些物體在世紀和千年內變化。另一方面，無線電觀察可在毫秒內（毫秒脈衝星）或成年長（脈衝星減速研究）。不同時標所得到的信息也不同。

在天體研究中，研究太陽有便利之處。因為它比其它星的距離近。可用不同方法觀察，瞭解較多。因此，從太陽所得的數據，可做為了解其它星的先導。

星如何變化，恆星如何演化的項目是常把各種星放在赫羅圖（Hertzsprung-Russell）中模型化。在這圖中可看到代表星體的狀態（從生成到滅亡）。天體的材量成份，常用（1）光譜。（2）無線電天文學。（3）中微子天文學進行分析。

理論天體物理 理論天體物理使用一些手段：包括分析模型化和計算機數字模擬。都各有自己的優點。分析模型化一般對不深入星體內部時較有利。數字模擬可指示存在的現象和尚未看到的效應。

理論天體物理努力去建造理論的模型和勾畫出這些模型的結果。這有助於幫助觀察者尋找駁倒模型的數據，或選擇模型。

理論也企圖用新數據去建造新模型或更正模型。在不一致情況下，一般是對模型做最少修改去適合數據。一段時間內大量不一致的數據會導致放棄模型。

理論天體物理研究的項目包括：星體動力學和演化；星系的形成；磁流體動力學；宇宙間大尺寸物質結構；宇宙射線的起源；廣義相對論和物理宇宙學；包括弦（string）宇宙學和天體粒子物理。

天體物理中較廣泛接受的理論和模型包括：Lambda CDM 大爆炸模型，宇宙膨脹論，暗物質，暗能量和物理的基本理論。蟲洞（Wormholes)是還待求證的理論例子。

歷史天體物理學主要利用古代歷史記錄、古温及古地質還原天體狀態，用於古生物學、地質學、考古學及部分天體物理學説的驗證上，這門學科自2011年來逐漸成為天體物理當中一門重要的學科，有相當程度的實用性。

由於天體運動具有不可逆算性，天體撞擊會導致原有的軌道痕跡完全消失而無法進行逆計算，天體狀態的還原精確度通常只能回算到一定的年代為止，年代較久遠的逆運算只能透過古温粗略計算地球軌道位置，用於估計地質年代當中的古温及軌道影響。

考古學方面，在全新世以內的天文年代學幾年來成為相當重要的參考，使用於計算古代氣候變化對於社會發展的影響幫助非常的大。例如，古代大洪水的考證問題上，天文年代學及地質學成為最重要的參考依據。