La física teórica es una de dos categorías principales: teórica y experimental. La física teórica se trata de inventar modelos matemáticos para describir la naturaleza. La física experimental consiste en probar qué tan bien estos modelos matemáticos describen la naturaleza.
La física de partículas es el estudio de partículas subatómicas. En particular, es el estudio de las partículas fundamentales (o elementales) que componen todo lo demás en el universo. Los físicos de partículas intentan descubrir cuáles son los bloques de construcción más fundamentales del universo y cómo interactúan entre sí.
La astrofísica es el estudio de objetos muy grandes en el espacio exterior, desde planetas y estrellas hasta galaxias e incluso todo el universo en su conjunto. Los astrofísicos intentan descubrir cómo se crearon estos objetos muy grandes y cómo funcionan. También estudian cosas más exóticas como los agujeros negros, la materia oscura y la energía oscura.
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La mayoría de los campos de la física tienen un aspecto tanto teórico como experimental. Entonces, “física teórica” no es una categoría diferente de “física de partículas” y “astrofísica”. Hay física de partículas teórica y física de partículas experimental , y ambos están en la categoría de física de partículas. Del mismo modo, existe la astrofísica teórica y la astrofísica experimental (aunque técnicamente generalmente se llama “astrofísica observacional “, ya que no podemos realizar experimentos en objetos muy lejanos, por lo que debemos confiar en las observaciones de estos objetos desde lejos).