Den teoretiske astrofysikken er en disiplin som søker å forklare fenomenene som observeres av astronomer i fysiske termer med en teoretisk tilnærming. For dette formål skaper og utvikler teoretiske astrofysikere modeller og teorier for å reprodusere og forutsi observasjoner. I de fleste tilfeller er det ikke lett å prøve å forstå implikasjonene av fysiske modeller og tar mye tid og krefter.
Teoretiske astrofysikere bruker et bredt utvalg av verktøy, inkludert analytiske modeller (for eksempel polytropes for å tilnærme seg en stjernes oppførsel ) og beregningsbar numerisk analyse . Hver har sine fordeler: Analytiske modeller av en prosess er generelt bedre til å gi intim kunnskap om hva som skjer, mens numeriske modeller kan avsløre eksistensen av fenomener og effekter som ellers ville ha gått ubemerket.
Teoretikere i astrofysikk prøver å lage teoretiske modeller og å bestemme konsekvensene av disse modellene på observasjon. Denne hjelpen lar observatører søke etter data som kan være i strid med en modell eller hjelpe til å velge mellom flere alternative eller motstridende modeller.
Teoretikere prøver også å generere eller modifisere modeller med tanke på nye data. I tilfelle en motsetning er den generelle tendensen å prøve å gjøre så få endringer som mulig i modellen for å matche dataene. I noen tilfeller kan en stor mengde motstridende data føre til at modellen blir forlatt helt.
Blant det astronomiske samfunnet er teoretikere mye karikert for å være mekanisk utugelige og ulykkelige i sine observasjoner. Å ha en teoretiker i et observatorium kan føre til uflaks i observasjonen som pågår, forårsake datafeil eller til og med føre til at det kommer skyer.
Temaer studert av teoretiske astrofysikere inkluderer: stjernedynamikk og stjerneutvikling ; dannelsen og utviklingen av galakser ; de store strukturene av materie i universet ; opprinnelsen til kosmiske stråler ; den generelle relativitets og kosmologi . Astrofysisk relativitet fungerer som et verktøy for å måle egenskapene til store strukturer som tyngdekraften spiller en viktig rolle for, og tjener som grunnlag for ( astro ) fysikken til sorte hull og studiet av gravitasjonsbølger .
Noen allment aksepterte teorier / modeller inkluderer: Big Bang , kosmisk inflasjon , mørk materie og grunnleggende fysikkteorier . En astrofysisk teori som har tilhenger, men er uenig i observasjoner, er plasmakosmologi . Et eksempel på en astrofysisk teori som ikke er allment akseptert, men viser seg å være tilstrekkelig levedyktig til å fortjene videre studier, er teorien om modifisert newtonske dynamikk .
Fiktiv karakter Erik Selvig , som vises i flere Marvel Cinematic Universe-filmer , er professor i teoretisk astrofysikk.
Den CNRS anser Evry Schatzman som far for teoretisk astrofysikk i Frankrike.