Teoretické astrofyziky je disciplína, která se snaží vysvětlit pozorované jevy podle astronomů ve fyzických jednotkách s teoretickým přístupem. Za tímto účelem teoretičtí astrofyzici vytvářejí a vyvíjejí modely a teorie, které reprodukují a předpovídají pozorování. Ve většině případů není snaha porozumět důsledkům fyzických modelů snadná a vyžaduje spoustu času a úsilí.
Teoretičtí astrofyzici používají širokou škálu nástrojů, včetně analytických modelů (například polytropů pro přiblížení chování hvězdy ) a vypočítatelné numerické analýzy . Každý z nich má své výhody: Analytické modely procesu jsou obecně lepší v poskytování důvěrných znalostí o tom, co se děje, zatímco numerické modely mohou odhalit existenci jevů a efektů, které by jinak zůstaly bez povšimnutí.
Teoretici v astrofyzice se snaží vytvořit teoretické modely a určit důsledky těchto modelů na pozorování. Tato pomůcka umožňuje pozorovatelům vyhledávat data, která by mohla být v rozporu s modelem nebo pomáhat s výběrem mezi několika alternativními nebo konfliktními modely.
Teoretici se také snaží generovat nebo upravovat modely s přihlédnutím k novým datům. V případě rozporu je obecnou tendencí snažit se provést co nejméně změn v modelu, aby odpovídaly datům. V některých případech může velké množství konfliktních dat vést k úplnému opuštění modelu.
Mezi astronomickou komunitou jsou teoretici široce karikováni za to, že jsou ve svých pozorováních mechanicky nešikovní a nešťastní. Mít teoretika v observatoři by mohlo způsobit smůlu probíhajícímu pozorování, způsobit poruchy počítače nebo dokonce způsobit příchod mraků.
Témata studovaná teoretickými astrofyziky zahrnují: hvězdnou dynamiku a vývoj hvězd ; vznik a vývoj galaxií ; velké struktury hmoty ve vesmíru ; původ kosmických paprsků ; obecné relativity a kosmologie . Astrofyzikální relativity slouží jako nástroj pro měření vlastností velkých staveb, pro které gravitace hraje důležitou roli a slouží jako základ pro ( astro ) fyzikální z černých děr a studium gravitačních vln .
Některé široce přijímané teorie / modely zahrnují: velký třesk , kosmickou inflaci , temnou hmotu a základní teorie fyziky . Jednou z astrofyzikálních teorií, která má své příznivce, ale nesouhlasí s pozorováním, je plazmová kosmologie . Příkladem astrofyzikální teorie, která není široce přijímaná, ale ukazuje se jako dostatečně životaschopná, aby si zasloužila další studium, je teorie modifikované Newtonovské dynamiky .
Fiktivní postava Erik Selvig , který se objeví v několika filmech Marvel Cinematic Universe , je profesorem teoretické astrofyziky.
CNRS domnívá Evry Schatzman jako otec teoretické astrofyzice ve Francii.