天体物理学将物理定律应用于天体。它探究恒星如何发光、星系如何形成、黑洞如何弯曲光线，以及宇宙诞生之初的模样。这门学科并非仅仅描述宇宙中存在什么，而是解释其背后的原因。
这套工具包包罗万象。核物理解释了恒星如何将氢聚变成氦。热力学支配着恒星内部的结构。电磁学描述了磁场如何加速太阳耀斑和脉冲星风中的粒子。广义相对论预言了黑洞附近以及整个膨胀宇宙中引力的行为。量子力学解释了宇宙大爆炸后最初时刻的辐射。
天体物理学家利用地面和太空望远镜的数据进行研究。他们构建模型、运行模拟，并将预测结果与观测结果进行比较。当两者不一致时，要么是模型出错，要么是观测结果出错。无论哪种结果，都有助于推动该领域的发展。
这项工作令人敬畏。宇宙比一个世纪前任何人想象的都要庞大、古老和奇异。天体物理学正是我们试图理解它的方式。
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