Astrofísica teórica

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La astrofísica teórica es la rama de la astrofísica que busca explicar en términos físicos los fenómenos observados por los astrónomos. Con este propósito, los astrofísicos teóricos crean y evalúan modelos para reproducir y predecir las observaciones. En la mayoría de los casos, intentar entender las implicaciones de modelos físicos no es fácil y exige mucho tiempo y esfuerzo. Entre los temas estudiados por la astrofísica teórica se encuentran los siguientes:

La astrofísica teórica usa una gama de herramientas, que incluyen modelos analíticos y simulaciones numéricas. Cada una tiene sus ventajas. Los modelos analíticos (como por ejemplo los politropos que explican el comportamiento de una estrella) son mejores para obtener un mayor entendimiento de la esencia de un proceso físico. Las simulaciones numéricas se usan para estudiar sistemas descritos por ecuaciones muy complicadas, lo que pude revelar fenómenos que serían imposibles de calcular a priori en forma analítica. Algunos ejemplos de dichos procesos se pueden ver en la siguiente tabla:

Proceso físico Herramienta experimental Modelo teórico Explicaciones/Predicciones
Gravitación Radiotelescopios Sistema auto-gravitatorio Generación de un sistema estelar
Fusión nuclear Espectroscopia Evolución estelar Cómo brillan las estrellas
Big Bang Telescopio Espacial Hubble, COBE Universo en expansión Edad del Universo
Fluctuaciones cuánticas Inflación cósmica Problema de la planitud
Colapso gravitacional Astronomía de rayos-X Relatividad general Agujeros negros en el centro de Andrómeda
Ciclo CNO en las estrellas

La materia oscura y la energía oscura son temas de actualidad en la astrofísica, debido a su descubrimiento y a la controversia generada durante el estudio de las galaxias.