Die Astrophysik befasst sich mit der Physik von Himmelsobjekten und -phänomenen, während die Astronomie im Allgemeinen die Positionen, Bewegungen und Eigenschaften von Himmelskörpern untersucht. Die Astrophysik reicht von Nanometern bis zu Gigaparsec, untersucht winzige Photonen bis hin zu riesigen Galaxienhaufen und veranschaulicht ein riesiges Universum von der Erde bis zu den Galaxien.

In dieser Folge wird der Schwerpunkt vom riesigen Universum auf die mikroskopische Welt verlagert und die Bedeutung der Elementarteilchen in der Astrophysik untersucht. Außerdem werden die vier fundamentalen Kräfte der Natur untersucht und eine Berechnung durchgeführt, die veranschaulicht, warum Atome so groß sind wie sie sind.

Astrophysiker kartieren das Universum mithilfe einer "kosmischen Entfernungsleiter". Dabei kommen verschiedene Methoden für unterschiedliche Entfernungen zum Einsatz: Radar für nahe Planeten, Parallaxe und Cepheid-Veränderliche für Sterne und Galaxien sowie die Beobachtung bestimmter Supernovae, um die Entfernung zu weit entfernten Galaxien zu bestimmen.

In dieser Folge wird die Verbindung zwischen den Newtonschen Bewegungsgesetzen und den Keplerschen Planetengesetzen untersucht. Insbesondere wird untersucht, wie Keplers drittes Gesetz bei der Bestimmung der Masse in der Astrophysik hilft, und es werden die mathematischen Grundlagen von Keplers zweitem Gesetz erörtert.

Erkunden Sie Newtons Gravitationsgesetz mithilfe von Keplers Gesetzen und der von Newton erfundenen Infinitesimalrechnung. Betrachten Sie Umlaufbahnen mithilfe grafischer Methoden und verstehen Sie die Erhaltung des Drehimpulses und der Energie in Bezug auf Emmy Noethers Theorie, die Erhaltungsgesetze mit Symmetrie in Verbindung bringt.

Die Ringe von Saturn, Jupiter, Uranus und Neptun befinden sich aufgrund der Gezeitenkräfte und der Roche-Grenze, die auch die Sphärizität und die Bahnabstände der Monde beeinflussen, in vergleichbaren Abständen. Die Analyse schließt mit einer Schätzung der Dichte der Sonne anhand der Gezeiten der Erde.