משחר ההיסטוריה האדם עסק בשאלות של מהות היקום ומקום האדם בו .
קוסמולוגיה Cosmology - קוסמוס = יקום - לוגיה = תורה
התחום של הפיסיקה העוסק בחקר המבנה הכללי של היקום . הקוסמולוגיה המודרנית סוברת ומציינת כי היקום נוצר במפץ הגדול לפני כ - 13.7 מיליארד שנה .על כך קיימות עדויות של התפשטות היקום הבלתי נפסקת והקרינה הקוסמית בכל הספירות והפלנטות במרחב וביקום .
אסטרופיזיקה - ASTROPHYSICS
מיוונית אסטרו = כוכב, פיזיקה = התנהגות החומר והאנרגיה.
היא ענף של האסטרונומיה העוסק בפיזיקה של היקום, ובפרט בתכונותיהם הפיזיות - בהירות, צפיפות, טמפרטורה, הרכב כימי של עצמים אסטרונומיים כגון כוכבים, גלקסיות והחומר הבין-כוכבי, ובפעולות הגומלין ביניהם.
פרלקסה PARALLAX ניתן לחשב את מרחקו של כוכב על ידי פרלקסה PARALLAX שהיא שיטה גיאומטרית פשוטה לחישוב מרחקים באמצעות תזוזת המקור הנמדד כנגד רקע כלשהו הנמצאים בקו שאורכו לא עולה על 60 שנות אור.
קפאידים CEPHEIDS
הם כוכבים משתנים בהירים מאוד המשנים את עוצמת אורם במחזוריות.הבהירות שלהם פי 10,000 מן השמש .הם בעלי טמפרטורה שבין 4000 מעלות K ל-8000. משוואת הבהירות ומשוואת הקפאידים מאפשרות לחשב את מרחקם של עצמים רחוקים מאוד. פרלקסה מאפשרת לחשב מרחקים של לא יותר מ-60 שנות, ואילו שיטת הקפאידים מגדילה את המרחק למיליוני שנות.
ישנם 2 סוגים של כוכבי ניוטרונים .
פולסר PULSARS
פולסר המשדר בתחום גלי רדיו 1558 אלפיות שנייה בקובצת הכוכבים וופרקולה VULPERCULA- פולסרי רדיו הם גופים שמימיים דמויי כוכב המייצרים סוגים שונים של קרינה חלקיקית וקרינה אלקטרומגנטית וביניהם קרינת רדיו . הם כוכבי ניטרונים צפופים ביותר המסתובבים במהירות, ובמהלך סיבובם פולטים קרינה , פולסרים רבים פולטים קרינת גאמא.
כנראה שהוא שארית משמש אדירה גדולה בהרבה מהשמש שלנו, שהתפוצצה ואיבדה את עצמה לדעת בתהליך של סופרנובה. תופעה זו מתחוללת בשמשות שמיצו את כל תהליכי המיזוג הגרעיניים האפשריים, וליבתן כבר עשויה ברזל. בשלב זה מפרק חום הליבה את אטומי הברזל לניטרונים ולפרוטונים, והכוכב מתחיל להתכווץ במהירות ולקרוס אל תוך עצמו בהשפעת כבידתו העצמית. כתוצאה מכך מתפוצצת השמש, ומשליכה מעליה את רוב החומר שממנו היא עשויה.
מאסתו של כוכב ניטרונים היא כ- 1.4 ממאסת השמש שלנו, ואילו רדיוס שלו אינו עולה על עשרה קילומטרים. כוכב ניוטרונים בנוי מי 97% ניוטרונים ו-3% חומר רגיל . רוחבם 10 עד 15 ק"מ בלבד ויש בהם חומר שהוא לפחות פי 5 מכמות החומר שבשמש שלנו.
מגנטר-מגנטר .
הוא דומה לפולסר אבל בלי קרני האור משני צידיו .כאשר 2 פולסרים או מגנטרים מסתובבים זה מסביב לזה וכעבור מיליוני שנים הם מתקרבים כל כך, שאחד הם הופך מספיר כדור לצורה של דיסק אשר מתמזג עם השותף שלו ונוצרים קרני גמא אשר מסמנים את הולדתו של חור שחור מתוך 2 הפולסרים או מגנטרים האלה.
כוכב ניוטרונים NEUTRON STAR הוא תוצאה של סופרנובה וזה אמור להשמיד את כל כוכבי הלכת בסביבה הקרובה אבל מתברר שאולי נוצר תהליך שני של יצירת כוכבי לכת מסביב לפולסר וכך נוצרים כוכבי לכת מסביב לפולסר .הם נמצאים במרחק של 980 שנות אור מאיתנו ויש להם כיום כ-3 כוכב לכת ידועים כוכב ניוטרונים הוא תוצאה של סופרנובה וזה אמור להשמיד את כל כוכבי הלכת בסביבה הקרובה.
חור שחור BLACK HOLE
חור שחור מוגדר כגוף בעל כח כבידה כה גדול, שמהירות הבריחה ממנו עולה על מהירות האור.
עדיין לא ניתן לראות חור שחור, כי הוא בולע מושלם של קרינה וגם של חומר. החור השחור, שגודלו פי 7 ממסלולו של פלוטו סביב השמש היה בולע את מערכת השמש שלנו לתוכו מבלי להרגיש.
חורים שחורים מוגדרים כגופים שהכבידה שלהם כה גדולה, עד ששום דבר לא יכול להימלט מהם . מהירות הבריחה תלויה במסה של הגוף ממנו רוצים להימלט ומהמרחק שלו מהגוף. מהירות הבריחה מפני כדור הארץ היא 11 ק"מ לשנייה. חור שחור מוגדר כגוף שאפילו האור, במהירות הפנטסטית של 300,000 ק"מ לשנייה, אינו יכול להימלט ממנו.כוכב בלב גלקסיה הרחוקה מאיתנו 2.7 מיליארד שנות אור החור השחור שבמרכז M87רק 6.3 מיליארד מסות שמש .החורים השחורים נמצאים במרכזן של שתי גלקסיות המרוחקות למעלה מ-300 מיליון שנות אור מכדור הארץ, עד כה התגלו 63 חורים שחורים סופר מאסיבים בליבן של גלקסיות קרובות. הגדולה שבהן, במשך שלושה עשורים הייתה בעלת מסה של 6.3 מיליארד מסות שמש, במרכז הגלקסיה הקרובה 87 M.
ביקומים המוקדמים, היו המון קוואזרים גלעינים ,פעילים בגלקסיות, כמה מהן קיבלו את האנרגיה שלהם מחורים שחורים במסה של 10 מיליארד שמשות .
חורים שחורים סופר מאסיבים אלה דומים במסתם לקוואזרים צעירים ויתכן שהם החוליה החסרה בין הקוואזרים והחורים השחורים הסופר מאסיביים שאנו רואים היום הודות לטלסקופים הרחבים של מכוני המחקר ונסה NASSA .
