El Universo , nuestra galaxia (la Vía Láctea), el Sistema Solar y el planeta Tierra no han existido indefinidamente ni siempre han sido iguales . Todos los astros que forman el Universo están constituidos por los mismos componentes y son el resultado de la acción de las mismas fuerzas físicas . La astrofísica estudia el origen , la evolución y el destino de los cuerpos celestes o astros basándose en las leyes de la física que los rigen.La base de los estudios astrofísicos es el análisis y la interpretación de las radiaciones emitidas por los astros y su variación en el tiempo .
La astronomía es la ciencia que estudia los componentes ( galaxias , estrellas, planetas, asteroides,cometas , etc.) y la estructura del Universo . Finalmente , la cosmología estudia de forma global el Universo , o Cosmos , incluyendo las teorías sobre su origen , su evolución ,la estructura que presenta a gran escala y su futuro. El estudio más concreto de los sistemas astronómicos , como el Sistema Solar , es el objetivo de la cosmogonía .Según la hipótesis más aceptada por los cosmólogos , el Universo se originó hace , entre 15.000 y 20.000 millones de años , como consecuencia de una gran explosión , conocida como big bang, seguida de una expansión que aún dura en la actualidad . Aunque recientes teorías sostienen una edad de 10.000 a 14.000 millones de años . El Sistema Solar , y con él nuestro planeta , se formó hace unos 4.600 millones de años debido a un proceso de contracción gravitatoria de una nebulosa .El Universo está formado por materia y energía , la primera constituida por un reducido número de partículas elementales que interaccionan entre ellas . En el Universo se encuentran las mismas partículas ( protones, neutrones ,electrones),los mismos elementos químicos (todos los del sistema periódico de los elementos ) y las mismas moléculas (en las últimas décadas se han detectado en las nubes interestelares centenares de moléculas )que en la Tierra .Los controvertidos neutrinos son partículas elementales casi sin masa y sin carga eléctrica , pero con unas propiedades similares a las del electrón que los físicos han introducido para explicar los procesos que tienen lugar en las estrellas .El hidrógeno , el elemento más simple del sistema periódico , es el componente predominante en el Universo y, sin duda , debió ser el único componente predominante en el Universo y, sin duda , debió ser el único componente del Universo primitivo . Todos los otros elementos , como el helio , el carbono que forma las moléculas orgánicas , el oxígeno esencial para respirar , el calcio que forma los huesos , el hierro , etc., se forman en las estrellas a partir del hidrógeno mediante reacciones de fusión nuclear. La energía del Universo se presenta en forma de radiaciones electromagnéticas : luz visible, ondas radioeléctricas , rayos ultravioletas , rayos X , rayos gamma, rayos infrarrojos, etc.,que pueden ser detectadas y analizadas .El Universo está regido por un reducido número de fuerzas básicas : la gravitación , la electromagnética o electrodébil y la nuclear o fuerte. La gravitación es la fuerza que domina a gran escala y la responsable de las primeras etapas de formación de las estrellas(contracción gravitatoria). La electromagnética es la fuerza que contrarresta la gravitación y mantiene estables las estrellas. Finalmente, la nuclear es la fuente de energía de las estrellas y la responsable de la síntesis de los elementos químicos en los núcleos de las estrellas .La materia que forma el Universo se encuentra en forma visible , como las estrellas , las galaxias o los quásares (quasi-stellar radio source, o fuente de radio casi estelar), e invisible , como la materia interestelar , las nebulosas o los agujeros negros. La materia visible es la que se encuentra a temperaturas lo suficientemente elevadas para emitir radiaciones diversas que pueden ser detectadas y analizadas por los espectrómetros.Una estrella es un objeto celeste autogravitante y luminoso . Esto quiere decir que se trata de una masa de material gaseoso muy caliente dentro de la cual , y en cada punto , se establece un equilibrio entre dos fuerzas opuestas , la gravedad y la presión . La primera determina que el material estelar se contraiga al comprimirse cada vez más, mientras que la presión intenta oponerse a la acción de la gravedad. La evolución y el destino final de cada estrella dependerá del balance final de la acción de estas dos fuerzas . Estableciendo un símil con los organismos , las estrellas nacen, se desarrollan y mueren . Nacen en las inmensas nubes frías y tenues formadas por hidrógeno y polvo. La formación empieza con un proceso de contracción y fragmentación de la nebulosa y desde el inicio tiene lugar la lucha entre la gravedad y la presión. La contracción da pie a un continuo aumento de la temperatura y al alcanzar los diez millones de grados se inician las reacciones de fusión termonuclear : los átomos de helio , con desprendimiento de gran cantidad de energía . Este proceso se considera el nacimiento de una estrella que empieza a brillar . La energía nuclear desprendida contrarresta la contracción gravitatoria y la estrella se estabiliza mientras va consumiendo su hidrógeno . Es el estado en que se encuentra actualmente el Sol.