الفضاء والكون في فيزياء الفلك
الفيزياء الفلكية Astrophysics هو العلم الذي يربط بين الفيزياء والفلك. يقدم علم الفيزياء القوانين الهامة اللازمة التي يستخدمها الفلكيون. والفيزياء الفلكية تحاول تحديد الطبيعة المادية للنظام الشمسي والنجوم والمجرات والكون كله وأصولها وتطورها. 
ويجري علماء الفيزياء الفلكية، أى الطبيعة، كثيرًا من الدراسات بوساطة التلسكوبات. وتمكنهم التلسكوبات البصرية من رصد الأجرام الفضائية التي تطلق موجات كهرومغنطيسية في أشكال ضوء مرئي وأشعة تحت حمراء. وتستخدم التلسكوبات الراديوية لدراسة الموجات الراديوية التي تبثها أو تعكسها الكواكب والنجوم والمجرات. وتبث مختلف الأجرام الكونية أشعة غاما والأشعة السينية والأشعة فوق البنفسجية. ومثل هذه الموجات يمتصها ـ إلى حد كبير ـ غلاف الأرض الجوي، ومن ثم لا يمكن الكشف عنها بوساطة تلسكوبات على سطح الأرض. ويقوم بدراستها علماء الفيزياء الفلكية عن طريق مختبرات خاصة تحملها مناطيد طبقات الجو العليا والصواريخ والمركبات الفضائية. 
ويمكن معرفة الكثير عن الطبيعة المادية للأجرام السماوية عن طريق دراسة الأطوال الموجية للموجات الكهرومغنطيسية التي تُطلقها. وعلى سبيل المثال يعطي تحليل نمط الأطوال الموجية التي ينتجها الضوء القادم من أي نجمٍ معلومات عن كثافته ودرجة حرارته. ويمكن مثل هذا التحليل الطيفي الفيزيائيين الفلكيين أيضًا من تحديد العناصر الكيميائية التي يتكون منها النجم، كما يمكنهم من تحديد كمية هذه العناصر. ويقدر علماء الفيزياء الفلكية حركة النجم أو المجرة بقياس التحول في الأطوال الموجية للضوء القادم منه. ويطلق على التحول في الضوء الأزرق للجرم السماوي نحو القطاع الأحمر للطيف ـ أو إلى الموجات الأطول، التحول الأحمر. وتشير التحولات الحمراء الضخمة للمجرات البعيدة وأشباه النجوم إلى أنها تتحرك بسرعة مبتعدة عن الأرض. وقد قاد هذا كثيرًا من علماء الفيزياء الفلكية للاعتقاد بأن الكون يتمدد. ومن النظريات التي توفر هذه الملاحظة نظرية الانفجار العظيم التي تنص على أن الكون بدأ بانفجار منذ نحو عشرة أو 20 بليون سنة مضت.
ويشمل البحث في علم الفيزياء الفلكية ـ أيضًا ـ دراسة الإشعاعات الكونية، وهي جسيمات ذات طاقة عالية يعتقد أنها ناجمة عن الشمس والنابضات والمستعرات فائقة التوهج وغيرها من أنواع النجوم. وتساعد دراسات الأشعة الكونية علماء الفيزياء الكونية على فهم أفضل للعمليات النووية التي تحدث داخل مثل هذه النجوم.
• دراسة علم الفلك الإشعاعي، بمعنى طول الموجات بضع مليمترات، موجات الراديو تبعت عادة من الأجسام الباردة، بضمن ذلك غازات النجوم وغيوم الغبار، وتقوم على هذه الدراسات مناظير إذاعية كبيرة جدا.
• دراسة علم الفلك بالأشعة تحت الحمراء , بمعنى موجات طويلة جدا ومرئية , ويتم دراسة هذه الناشعة عبر مناظير مشابهة للمناظير البصرية العادية , أجسام أبرد من النجوم مثل (الكواكب) ويدرس عادة الترددات تحت الحمراء .
• علم الفلك البصري وهو العلم الأقدم للفلك . وتتم الدراسة بالمناظير العادية , وعبر هذا العلم أو المجال يتم دراسة تركية النجوم والمجرات والسدم .
• فوق البنفسجي (أشعة سينية) ويتم دراسة علم الفلك عبر أشعة غاما , وتنحصر في عمليات دقيقة جدا مثل الحفر المظلمة , و ثنائية pulsars و magnetars , ويتم رصد هذا العلم أو المجال مثلا عبر( telescopes IACT) , وتلسكوب شاندرا , وعبر نظام (H.E.S.S.) هذا العلم أو المجال يعتمد أساسا على الفترات الزمنية فهي الحاسمة في أي دراسة . فهي تشمل جزيئات الطاقة العالية وأيضا لسبب مهم الظواهر التي تتغير بسرع فائقة وغامضة مما يؤدي إلى عدم رصد الملاحظات بسهولة فيحتاج إلى دقةالفلك .يتم الحصول على المعلومات بشكل رئيسي من الكشف وتحليل إشعاع كهرومغناطيسي وفوتونات، لكن المعلوماتَ تحمل أيضاً مِن قِبل شعاع كوني، نيوترونات، نيازك، وفي المستقبل القريب، يمكن اعتماد موجات الثقالة.
علم الفلك من أوائل العلوم التي نشأت في فجر البشرية وهو علم يهتم بمراقبة و دراسة الاحداث التي تقع خارج الكرة الارضية وغلافها الجوي و علم التنبؤ بالظواهر الفلكية، يدرس علم الفلك بدايات الاجسام التي يمكن مراقباتها في السماء (خارج الارض)، وتطورها وخصائصها الفيزيائية و الكيميائية، والاحداث المرافقة لها.
كان علم الفلك بداية يلقن من قبل كهنة المعابد. وكان لكل من قدماء المصريين والبابليين فلكهم الخاص بهم، فلقد عثر علي تقاويم فوق أغطية التوابيت الفرعونية ترجع لسنة 2000-1600ق.م. ووجد أن أسقف المقابر المملكة الحديثة قد زينت بصور النجوم التي كانت ترى بالسماء وأطلق عليها أسماؤها.
كما وجد في بلاد ما بين النهرين تشكيلات لصور النجوم. وكان البابليون يتنبؤن بدقة بالخسوف والكسوف للشمس والقمر.
وتاريخ الفلك يبدأ منذ عصر ما قبل التاريخ حيث كان الإنسان الأول قد شغل تفكيره بالحركة الظاهرية المتكررة للشمس والقمر وتتابع الليل حيث يظهر الظلام و تظهر النجوم وحيث يتبعه النهار لتتواري في نوره. وكان يعزي هذا للقوى الخارقة لكثير من الآلهة.