Astrofysica
Astrofysica is de studie van hoe sterren, planeten en andere dingen in het heelal werken, en hoe we daarover kunnen leren. Astrofysici gebruiken natuurkunde om te verklaren wat astronomen vinden en zien.
Astrofysica is ook de studie van hoe het heelal is ontstaan en hoe het in de loop van de tijd verandert. Dit deel van de astrofysica wordt kosmologie genoemd.
Geschiedenis
Lange tijd leken lichamen aan de hemel onveranderlijke bollen die in een cirkel bewogen. Maar op aarde vond groei en verval plaats, en de natuurlijke beweging verliep in een rechte lijn. Daarom dacht men dat het hemelgebied uit een fundamenteel ander soort materie bestond dan op aarde.
In de 16e en 17e eeuw begonnen natuurfilosofen als Nicolaus Copernicus, Johannes Kepler, Galileo, Descartes en Newton te beweren dat het hemelse en het aardse gebied uit soortgelijke materie bestonden en aan dezelfde natuurwetten onderworpen waren.
Toen ze konden achterhalen hoe de planeten bewogen, was de wetenschap van de astrofysica geboren. Sir Isaac Newton besefte dat dezelfde regels van de mechanica die hij op het aardoppervlak had gevonden, ook konden worden gebruikt om te voorspellen hoe de planeten bewogen. Hij zei: "Zo boven, zo beneden." Daarmee bedoelde hij dat we kunnen bestuderen hoe dingen op deze planeet werken om uit te vinden hoe dingen in de ruimte werken.
Later ontdekten wetenschappers dat ze, door naar het licht van sterren te kijken, konden achterhalen waar deze van gemaakt waren. Dit proces heet spectroscopie.
Vergelijking van elementaire, zonne- en stellaire spectra aan het begin van de 20e eeuw
Soorten astrofysica
Er zijn twee hoofdtypen astrofysica:
- Waarnemingsastrofysica is als astronomie. Net als astronomen gebruiken astrofysici telescopen om het heelal te bestuderen, maar astrofysici bestuderen de fysica van wat zij zien om het heelal te verklaren.
- Radioastronomie
- Optische astronomie
- Infrarood astronomie
- Ultraviolet-, röntgen- en gammastraling met ruimtetelescopen
- Theoretische astrofysica gebruikt informatie van astronomen, theorieën en wiskunde om te verklaren hoe het heelal werkt. Kosmologie is een vorm van theoretische astrofysica. Onderzochte problemen zijn onder andere:
- Vorming en evolutie van het zonnestelsel
- Stervorming en evolutie
- Vorming en evolutie van sterrenstelsels
- grootschalige structuur van de materie in het heelal
- Oorsprong van kosmische straling
- Algemene relativiteit
- Evolutie van het universum
- Hydrodynamica wordt gebruikt om wiskundig te modelleren hoe gassen zich gedragen. Sterke magnetische velden rond veel lichamen kunnen het gedrag van deze gassen drastisch veranderen, wat van invloed is op zaken als stervorming en gasstromen rond compacte sterren. Dit maakt MHD tot een belangrijk en nuttig instrument.
Andere velden
Supernovarestant LMC N 63A afgebeeld in röntgen- (blauw), optische (groen) en radiogolflengten (rood). De röntgenstraling is afkomstig van materiaal dat tot ongeveer tien miljoen graden Celsius is verhit door een schokgolf die door de supernova-explosie is veroorzaakt.
