天體物理學
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當你抬頭看一顆星時，你看到的是一束微弱的光點，它離開光源已經過了數年、數百年，甚至數百萬年。你無法飛到那裡取樣，也無法對它做實驗。天體物理學是這樣一門科學：它把我們在地球實驗室裡檢驗過的同一套物理定律——重力、光、熱、原子和氣體的行為——拿來推斷那些遙遠天體由什麼構成、有多熱、如何運動，以及如何誕生又將如何死亡。
更確切地說，天體物理學就是把物理學應用到宇宙上。它追問「為什麼」和「怎麼樣」：恆星為什麼發光，星系為什麼能維繫在一起，黑洞怎樣形成。它通常區別於觀測天文學——後者是細緻測量並編目天空中事物的技藝——也區別於宇宙學——後者研究作為整體的宇宙，包括它的起源、大尺度結構和命運。實際上三者大量重疊：天體物理學家用觀測作為證據，又為宇宙學提供素材，但天體物理學的標誌性動作，是用物理定律去解釋宇宙，而不只是描述它。
這之所以重要，是因為關於太陽系之外宇宙的幾乎一切，我們都來自光，而天體物理學正是把光轉化為理解的那道工序。一段星光的光譜，藉助原子物理來解讀，就能告訴我們恆星的成分、溫度和速度。一個星系的運轉，藉助重力來解讀，就會揭示看不見的暗物質。天體物理學對自身的局限誠實以待：我們無法重演一顆恆星的誕生，於是從大量處於不同階段的例子來推理，並在某個結論只是模型而非定論時坦白說明。
一位19世紀的化學家發現，加熱的鈉氣會發出某種精確的黃色光。後來天體物理學家在太陽的光譜中看到同樣的黃色譜線時，便斷定——無需親臨——太陽含有鈉。這一跳躍，把實驗室物理用到一顆恆星上，正是天體物理學的精髓。
天體物理學通過把地球上檢驗過的物理用於天體之光，來解讀遙遠天體。
天體物理學不等於占星術。占星術是一種聲稱星辰影響人事的信仰體系；天體物理學是一門解釋星辰本身、以證據為基礎的科學。