Astrofysica past de natuurwetten toe op hemellichamen. Het vakgebied onderzoekt hoe sterren schijnen, hoe sterrenstelsels ontstaan, hoe zwarte gaten licht afbuigen en hoe het heelal er in de eerste seconden uitzag. Astrofysica beschrijft niet alleen wat er is, maar verklaart ook waarom.

De gereedschapskist is breed. Kernfysica verklaart hoe sterren waterstof omzetten in helium door middel van fusie. Thermodynamica beschrijft de structuur van het binnenste van sterren. Elektromagnetisme verklaart hoe magnetische velden deeltjes versnellen in zonnevlammen en pulsarwinden. De algemene relativiteitstheorie voorspelt het gedrag van zwaartekracht in de buurt van zwarte gaten en in het uitdijende heelal. Kwantummechanica verklaart de straling vanaf de vroegste momenten na de oerknal.

Astrofysici werken met gegevens van telescopen op de grond en in de ruimte. Ze bouwen modellen, voeren simulaties uit en vergelijken voorspellingen met waarnemingen. Als de twee niet overeenkomen, is ofwel het model onjuist, ofwel de waarneming. Beide uitkomsten dragen bij aan de vooruitgang in het vakgebied.

Het werk is ontnuchterend. Het universum is groter, ouder en vreemder dan wie dan ook zich een eeuw geleden kon voorstellen. Astrofysica is de manier waarop we proberen het te begrijpen.