Астрофизика и космология

Астрофизика — наука, занимающаяся исследованием далеких космических объектов и явлений физическими методами. Астрофизика и космология нацелена на создание физической картины окружающего мира, объясняющей наблюдаемые явления, на изучение происхождения и эволюции как отдельных классов астрономических объектов, так и Вселенной как единого целого в рамках известных физических законов.

Поскольку прямые контакты научных приборов с изучаемыми объектами практически исключены, основу астрофизики, как и астрономии в целом, составляют наблюдения, то есть прием (детектирование) и анализ излучения далеких источников. Непосредственные результаты наблюдений, как правило, сводятся к относительным или абсолютным измерениям энергии, приходящей от источника или его отдельных частей, в определенных интервалах спектра. Интерпретация результатов наблюдений базируется на знании механизмов излучения электромагнитных волн и их взаимодействия с веществом.

Очевидно, что астрофизика неотделима от физики, так что резкой границы между ними не существует. Однако она обладает важной особенностью, заключающейся не столько в специфичности космических объектов или в необычных пространственных масштабах изучаемых явлений, сколько в исследовании формирования и эволюции астрономических тел и систем. По словам крупнейшего отечественного астрофизика И. С. Шкловского, «едва ли не основным результатом многолетних исследований астрономических объектов является утверждение о том, что все они эволюционируют». Основной силой, определяющей характер эволюции астрономических объектов, является гравитация (что связано с их большими массами), которая в физике «земных» явлений, как правило, не имеет решающего значения или воспринимается только как наличие у тел веса. Поэтому в астрофизике очень большое внимание уделяется изучению гравитационного взаимодействия и самогравитации космических тел и сред и той роли, которую они играют в их формировании и эволюции.

Физические свойства космических объектов, определяемые по характеру излучения, а также их происхождение и эволюция, связанная прежде всего с гравитацией, — это два основных и взаимосвязанных аспекта современной астрофизики. Именно на их изучение, в первую очередь, нацелен настоящий курс.