Significado de Astrofísica Definición, Importancia, y Áreas de Estudio

Definición formal

La astrofísica aplica los principios tradicionales de la física al estudio de los cuerpos celestes, con el fin de explicar sus propiedades, movimientos y su evolución. Entre las propiedades que analiza la astrofísica están el tamaño, la temperatura, el estado, así como los movimientos e interacciones que tienen lugar entre los objetos astronómicos.

Durante mucho tiempo la astronomía, la más antigua de las ciencias, se consideró aparte de otras disciplinas como la física, la matemática, la química, la geología y la biología. Sin embargo, la astronomía es netamente observacional: se puede observar el Sol, las estrellas, los movimientos de los planetas, los eclipses y más, algo que los astrónomos de todos los pueblos han hecho desde la antigüedad. Sin embargo, para explicar por qué el universo funciona de la manera que lo hace, se necesita de otras ciencias y particularmente de la física.

Ocurre que los objetos de estudio de la astronomía están a distancias inimaginables, excepto tal vez los del Sistema Solar, y aún así no resulta fácil acceder directamente a ellos, algo que solo en fechas recientes se pudo lograr. Así que la principal fuente de información acerca del universo es la luz que proviene de los objetos celestes, y la luz es una onda electromagnética, una de los temas de estudio más importantes de la física.

De allí, la necesidad de integrar ambas disciplinas en una: la astrofísica, para dibujar un panorama coherente del universo, sin embargo, es importante recalcar que no existe una línea fija e inamovible que separe las diversas ramas de la ciencia. En realidad todas se solapan de un modo u otro, y muy particularmente con la astronomía, por ser esta la ciencia más universal de todas.

El origen de la astrofísica

A causa de la lejanía de los cuerpos celestes, durante mucho tiempo no hubo otro recurso para estudiarlos salvo la luz que emiten y los meteoritos que aciertan a caer sobre la superficie terrestre. Todavía hoy en día, la exploración espacial está limitada justamente por las enormes distancias y la dificultad en salvarlas.

Por tales motivos los científicos tuvieron que conformarse durante mucho tiempo con observar los cambios en la posición y la luz de los objetos celestes, especulando acerca de su origen y naturaleza. Esto cambió cuando el físico y óptico alemán Joseph von Fraunhoffer (1787-1826) analizó por vez primera la luz del Sol con el espectroscopio, un aparato de su invención.

Dado que a través de la luz se conocen muchas de las propiedades del objeto que la emite, se hizo posible averiguar la composición química de los astros sin necesidad de llegar hasta ellos y tomar muestras. Hoy en día existen registros de los espectros de millones de estrellas.

Importancia de la astrofísica: luz y gravedad

¿Qué es importante en astrofísica? El universo se rige en todas partes por las interacciones fundamentales de la naturaleza: electromagnetismo, gravedad y las dos interacciones nucleares, fuerte y débil. De ellas, el electromagnetismo y la gravedad, por ser de largo alcance, son las más relevantes para el astrofísico.

La luz, una onda electromagnética, es la fuente de información primordial para conocer los cuerpos celestes. Pero no solamente se ocupa de transmitir datos, sino que además es la interacción dominante en todos los procesos que involucran a los estados conocidos de la materia: sólido, líquido, gas y plasma. El electromagnetismo es, tradicionalmente, una de las áreas más importantes de la física.

La luz visible es apenas una parte del espectro electromagnético, aquella a la cual es sensible la retina. Precisamente por ser la interacción dominante a nivel macroscópico, en el universo abundan las fuentes de radiación electromagnética de todo tipo. Sin embargo para el astrofísico, la luz sigue siendo la herramienta imprescindible.

Luego está la gravedad, que aunque es la más débil de las interacciones fundamentales, es la que rige el movimiento de los cuerpos celestes, al determinar la forma de las órbitas que recorren y la velocidad con que lo hacen.

No hay dudas de que es la fuerza más familiar de todas y lo mismo pone en movimiento cosas enormes, como un planeta orbitando en torno al Sol, o si se quiere a toda una galaxia, como se encarga de que el móvil dejado al descuido sobre el borde de la mesa vaya a dar al piso.

Áreas de estudio de la astrofísica

La astrofísica estudia el Sistema Solar, las estrellas y sus sistemas planetarios, las galaxias, los cúmulos de galaxias y la materia interestelar, estos tópicos destacan entre las principales áreas de interes. Cuando se trata de explicar el origen del universo, se entra de lleno en el área de la cosmología. No existen límites precisos entre ambas disciplinas, sino que más bien se complementan.

Los experimentos que se llevan a cabo en astrofísica son pocos, dadas las grandes distancias entre la Tierra y el resto de los cuerpos celestes, pero con los avances en computación, las simulaciones son de gran ayuda para la creación y el estudio de modelos de los diversos sistemas.

En cuanto a las áreas de la física con mayor relevancia en astronomía, y que conforman la astrofísica, cabe destacar las siguientes:

– Física atómica y molecular, para interpretar los espectros estelares.

– La física de plasmas, muy importante dado que la materia en este estado es la más abundante en el universo, aunque no lo sea en la Tierra.

– Relatividad, explica con detalle la gravitación y es imprescindible en cosmología.

Física nuclear, se aplica al estudio de la estructura y la evolución de las estrellas, cuya existencia depende de procesos de fusión nuclear.

– Hidrodinámica, también es importante en los procesos estelares, puesto que las estrellas mayormente se componen de elementos ligeros en estado gaseoso.

– Física de partículas, de gran aplicación en temas cosmológicos.

Esta es, a grandes rasgos, una descripción breve de esta fascinante área del conocimiento científico, que adquiere más y más vigencia cada día.