Fisika
Sekilas tentang riset Fisika > Astrofisika

Astrofisika dan astronomi adalah penerapan teori dan metode fisika untuk mempelajari struktur bintang, evolusi bintang, asal-usul Tata Surya, dan berbagai masalah terkait kosmologi. Karena cakupannya yang luas, astrofisikawan biasanya menggunakan banyak cabang fisika termasuk; Mekaninka, Elektromagnetisme, Mekanika statistik, Termodinamika, Mekanika kuantum, Relativitas, Fisika nuklir dan partikel, serta Fisika atom dan molekul.
Pada tahun 1931, Karl Jansky menemukan bahwa sinyal radio dipancarkan oleh benda-benda langit. Penemuan ini menjadi awal mula ilmu astronomi radio. Dalam perkembangan terbaru, eksplorasi luar angkasa telah memperluas cakupan astronomi. Karena gangguan dari atmosfer Bumi, pengamatan berbasis luar angkasa diperlukan untuk astronomi inframerah, ultraviolet, sinar gamma, dan sinar-X.
Kosmologi fisik adalah studi tentang pembentukan dan evolusi alam semesta dalam skala terbesar. Teori relativitas Albert Einstein memainkan peran utama dalam semua teori kosmologi modern. Pada awal abad ke-20, penemuan Edwin Hubble bahwa alam semesta terus mengembang, sebagimana ditunjukkan oleh diagram Hubble, memunculkan dua teori saingan yaitu Teori steady state universe (alam semesta stabil), dan Teori Big Bang.
Teori Big Bang dikonfirmasi oleh dua temuan penting:
Nukleosintesis Big Bang, yaitu pembentukan elemen-elemen ringan pada awal alam semesta.
Latar gelombang Mikro Kosmis, yang ditemukan pada tahun 1964, sebagai bukti sisa radiasi dari peristiwa Big Bang.
Model Big Bang didasarkan pada dua pilar teoritis utama:
Relativitas umum Albert Einstein, dan
Prinsip kosmologi, yaitu asumsi bahwa alam semesta homogen dan isotropis dalam skala besar.
Kosmolog modern telah mengembangkan model evolusi alam semesta yang dikenal dengan model ΛCDM (Lambda Cold Dark Matter). Model ini mencakup konsep penting seperti; inflasi kosmik (ekspansi cepat alam semesta pada awal pembentukannya), energi gelap, dan materi gelap. Materi ini memberikan dasar untuk memahai bagaimana alam semesta terbentuk, berkembang, dan beroperasi dalam skala terbesar.
Berbagai kemungkinan dan penemuan diperkirakan akan muncul dari data baru yang diperoleh dari Fermi Gamma-ray Space Telescope dalam dekade mendatan dan akan diperbarui atau memperjelas model-model alam semesta yang ada. Secara khusus, potensi penemuan besar terkait materi gelap sangat mungkin terjadi kedapan. Fermi akan mencari bukti bahwa materi gelap terdiri dari partikel bermassa besar yang berinteraksi lemah, yang akan melengkapi eksperimen serupa yang dilakukan dengandengan Large Hadron Collider dan detektor bawah tanah lainnya.
Instrumen IBEX (Interstellar Boundary Explorer) telah menghasilkan penemuan baru dalam astrofisika. Salah satu temuan mengejutkan adalah pita atom netral berenergi tinggi (ENA ribbon) di sepanjang termination shock dari angin matahari. Hal ini mengubah pandangan ilmuwan. "Tidak ada yang tahu yang menciptakan pita ENA ini, tetapi semua orang sepakat bahwa ini berarti gambaran tradisional tentang heliosfer—dimana kantong yang melingkup Tata Surya dan dipenuhi oleh partikel bermuatan dari angin matahari melaju menembus angin galaksi dari medium antarbintang dalam bentuk seperti komet—adalah keliru." Penemuan ini menunjukkan bahwa pemahaman tentang heliosfer dan interaksinya dengan lingkungan antarbintang perlu diperbarui secara signifikan.