Astrofizica teoretică este o disciplină care urmărește să explice fenomenele observate de astronomi din punct de vedere fizic , cu o abordare teoretică. În acest scop, astrofizicienii teoretici creează și dezvoltă modele și teorii pentru a reproduce și a prezice observațiile. În majoritatea cazurilor, încercarea de a înțelege implicațiile modelelor fizice nu este ușoară și necesită mult timp și efort.
Astrofizicienii teoretici folosesc o mare varietate de instrumente, inclusiv modele analitice (de exemplu, politropi pentru a aproxima comportamentul unei stele ) și analize numerice calculabile . Fiecare are avantajele sale: modelele analitice ale unui proces sunt, în general, mai bune în a oferi cunoștințe intime despre ceea ce se întâmplă, în timp ce modelele numerice pot dezvălui existența fenomenelor și efectelor care altfel ar fi trecut neobservate.
Teoreticienii din astrofizică se străduiesc să creeze modele teoretice și să determine consecințele acestor modele asupra observației. Acest ajutor permite observatorilor să caute date care ar putea contrazice un model sau ar putea alege între mai multe modele alternative sau conflictuale.
Teoreticienii încearcă, de asemenea, să genereze sau să modifice modele luând în considerare datele noi. În cazul unei contradicții, tendința generală este de a încerca să facă cât mai puține modificări ale modelului pentru a se potrivi cu datele. În unele cazuri, o cantitate mare de date conflictuale poate duce la abandonarea completă a modelului.
Dintre comunitatea astronomică, teoreticienii sunt larg caricaturați pentru a fi inepți din punct de vedere mecanic și nefericiți în observațiile lor. A avea un teoretician într-un observator ar putea aduce ghinion observației în curs, ar putea provoca defecțiuni ale computerului sau chiar ar putea provoca sosirea norilor.
Subiectele studiate de astrofizicienii teoretici includ: dinamica stelară și evoluția stelelor ; formarea și evoluția galaxiilor ; marile structuri ale materiei din Univers ; originea razelor cosmice ; relativității generale și cosmologiei . Relativitatea astrofizică servește ca instrument pentru a măsura proprietățile structurilor la scară largă pentru care gravitația joacă un rol important și servește ca bază pentru fizica ( astro ) a găurilor negre și studiul undelor gravitaționale .
Unele teorii / modele larg acceptate includ: Big Bang-ul , inflația cosmică , materia întunecată și teoriile fundamentale ale fizicii . O teorie astrofizică care are susținători, dar nu este de acord cu observațiile, este cosmologia plasmatică . Un exemplu de teorie astrofizică care nu este acceptată pe scară largă, dar se dovedește a fi suficient de viabilă pentru a merita un studiu suplimentar, este teoria dinamicii newtoniene modificate .
Personajul de ficțiune Erik Selvig , care apare în mai multe filme Marvel Cinematic Universe , este profesor de astrofizică teoretică.
CNRS consideră Evry Schatzman ca părintele astrofizicii teoretice în Franța.