Astronomi teoretis
Terdapat banyak jenis-jenis
metode dan peralatan yang bisa dimanfaatkan oleh seorang astronom teoretis,
antara lain model-model
analitik (misalnyapolitrop untuk
memperkirakan perilaku sebuah bintang)
dan simulasi-simulasi numerik komputasional;
masing-masing dengan keunggulannya sendiri. Model-model analitik umumnya lebih
baik apabila peneliti hendak mengetahui pokok-pokok persoalan dan mengamati apa
yang terjadi secara garis besar; model-model numerik bisa mengungkap keberadaan
fenomena-fenomena serta efek-efek yang tidak mudah terlihat.[45][46]
Para teoris berupaya untuk
membuat model-model teoretis dan menyimpulkan akibat-akibat yang dapat diamati
dari model-model tersebut. Ini akan membantu para pengamat untuk mengetahui
data apa yang harus dicari untuk membantah suatu model, atau memutuskan mana
yang benar dari model-model alternatif yang bertentangan. Para teoris juga akan
mencoba menyusun model baru atau memperbaiki model yang sudah ada apabila ada
data-data baru yang masuk. Apabila terjadi pertentangan/inkonsistensi,
kecenderungannya adalah untuk membuat modifikasi minimal pada model yang
bersangkutan untuk mengakomodir data yang sudah didapat. Kalau pertentangannya
terlalu banyak, modelnya bisa dibuang dan tidak digunakan lagi.
Topik-topik yang dipelajari oleh
astronom-astronom teoretis antara lain: dinamika dan evolusi bintang-bintang; formasi
galaksi; struktur skala besar materidi alam semesta;
asal usul sinar kosmik; relativitas
umum; dan kosmologi
fisik (termasuk kosmologi
dawai dan fisika astropartikel).
Relativitas astrofisika dipakai untuk mengukur ciri-ciri struktur skala besar, di
mana ada peran yang besar dari gaya gravitasi; juga sebagai dasar dari fisika
lubang hitam dan penelitian gelombang gravitasional.
Beberapa model/teori yang sudah
diterima dan dipelajari luas yaitu teori Dentuman
Besar, inflasi kosmik, materi gelap,
dan teori-teori fisika fundamental. Kelompok model dan teori ini sudah
diintegrasikan dalam model Lambda-CDM.
Beberapa contoh proses:
|
Proses fisik
|
Alat eksperimen
|
Model teoretis
|
Yang dijelaskan/diprediksi
|
|
Efek Nordtvedt (sistem
gravitasi yang mandiri)
|
Lahirnya sebuah tata bintang
|
||
|
Bagaimana bintang berpijar;
bagaimana logam terbentuk (nukleosintesis).
|
|||
|
Dentuman
Besar (Big Bang)
|
|||
|
Masalah
kerataan alam semesta (flatness problem)
|
|||
|
Sekumpulan lubang
hitam di pusat Galaksi Andromeda.
|
|||
|
Siklus CNO pada
bintang-bintang
|
Wacana yang tengah hangat dalam
astronomi pada beberapa tahun terakhir adalah materi gelap dan energi gelap —
penemuan dan kontroversi mengenai topik-topik ini bermula dari penelitian atas
galaksi-galaksi.[47]
