Длительное время астрономы были для широкой публики чем-то вроде древних звездочетов — людей, оторванных от действительности, которые исследуют далекие миры и не имеют ничего общего с повседневной жизнью человека. По этой причине науки о космосе выпали из поля зрения Нобелевского комитета по физике, и лишь в последние 20 лет положение стало меняться. Это ознаменовало понимание того факта, что современная астрофизика выдвинулась на передние рубежи физической науки, став источником новых результатов и идей.

Теоретические выводы Бете и других исследователей, занимающихся звездной энергетикой, нуждались в подтверждении и уточнении. Но информацию о процессах, происходящих в недрах звезд, можно получать лишь косвенным путем — изучая световое излучение их поверхности. Ученым оставался единственный путь исследования — моделировать термоядерные реакции, происходящие в звездах, в лабораторных условиях. Этой работой и занялся в 1947 г. профессор Калифорнийского технологического института Уильям Фаулер. Имея богатый опыт работы на ускорителях элементарных частиц, он приступил к изучению различных реакций, которые, как предполагалось, могли бы происходить в недрах звезд. Работу Фаулера по праву можно считать началом экспериментальной ядерной астрофизики.

В начале 50-х годов в Калифорнийский технологический институт прибыл английский физик-теоретик Фред Хойл, который интересовался экспериментальной проверкой возможности синтеза из ядер гелия более тяжелых элементов. В то же самое время супруги Маргарет и Джефри Бербедж обратились к Фаулеру с просьбой помочь им в интерпретации результатов наблюдений, которые показывали аномально высокое содержание тяжелых элементов в некоторых звездах. Основы теории синтеза химических элементов в звездах были изложены ими в статье, опубликованной в 1957 г.; происхождение всех наблюдаемых в природе атомов объяснялось там с помощью ядерных процессов восьми типов.

Фаулер продолжил работу с Хойлом, и в 1980 г. они опубликовали новый труд, в котором рассматривались процессы образования химических элементов при взрывах сверхновых. Эти грандиозные процессы обогащают межзвездную среду тяжелыми элементами, которые входят в состав новых звезд и планет. Можно сказать, что все мы созданы из «пепла сверхновых».

Следует, однако, заметить, что крупные открытия в этой области были сделаны еще более полувека назад. Так, в 1926 г. стала известна природа звезд типа белых карликов. Первым объектом такого рода оказался спутник звезды Сириус. Наблюдения, осуществленные в 1912—1914 гг., показали, что этот слабосветящийся спутник, Сириус В, при массе, равной массе Солнца, по своим размерам сравним с Землей. Отсюда следовало, что плотность вещества Сириуса В чудовищно высока — она в миллион раз превышает плотность воды. Было высказано предположение, что это остатки сгоревших звезд, т. е. звезд, в которых уже прекратились термоядерные процессы. Эти слабосветящиеся тела, поддерживаемые в равновесии различными квантовыми эффектами, в частности так называемым давлением вырожденного электронного газа (это состояние вещества возникает при сверхвысоких плотностях, когда электроны уже не связаны с отдельными ядрами, а свободно движутся относительно них), медленно остывают. Теперь ученые знали не только, как рождаются и горят звезды, но и как они умирают. Всю сложность этих процессов первым понял Субраманьян Чандрасекар.

В 1930 г., окончив Президентский колледж в Мадрасе, Чандрасекар отправился на корабле в Англию, чтобы продолжить там свое образование. Во время длительного путешествия 20-летний индиец из Лахора произвел вычисления и, введя релятивистские представления в существовавшую тогда теорию белых карликов, показал, что существование последних возможно лишь при условии, что их масса не превышает определенного предела (предел Чандрасекара). В Кембридже он закончил свою работу, которая вышла в свет в 1931 г. В ней указывалось, что массивные звезды должны завершать свою жизнь в процессе катастрофического сжатия — коллапса.

Сегодня известно, что звезды массой, примерно в 1,5 раза превышающей массу Солнца, превращаются в конечном счете в нейтронные звезды или черные дыры. В те годы выводы молодого индийца вызвали недоверие астрономов. И только в начале 60-х годов идеи Чандрасекара получили более широкое распространение. Особенно веским аргументом в их поддержку явилось открытие пульсаров Энтони Хьюишем и его сотрудниками. Наблюдения с помощью самых совершенных современных астрономических инструментов позволили уточнить численное значение предела Чандрасекара. Ныне теоретические разработки, сделанные этим ученым, взяты астрофизиками на вооружение. В 1983 г. Чандрасекар получил Нобелевскую премию по физике за исследование строения и эволюции звезд. Вместе с ним был награжден и Уильям Фаулер за изучение ядерных реакций в звездах и создание теории образования химических элементов во Вселенной.

Оптика — один из старейших разделов физики, в котором исследуются процессы излучения света, его распространения в различных средах и взаимодействие света с веществом. Еще в древние времена многие известные философы интересовались оптическими явлениями и размышляли о них в своих сочинениях. Однако основы современной оптики были заложены лишь в XVII в. благодаря исследованиям И. Ньютона, Р. Гука, Ф. Гримальди и X. Гюйгенса.

Работы старых исследователей содержали немало рациональных элементов, но были недостаточно совершенны, и только в начале XIX в. оптика обрела более строгий, научный облик. Убедительными экспериментами Томас Юнг и Огюстен Жан Френель доказали волновую природу света. В своей знаменитой теории электромагнитного поля Максвелл выдвинул идею электромагнитной природы света и установил связь между оптическими и электромагнитными явлениями. К концу XIX в. в результате исследований процессов излучения и поглощения сложилось представление о двойственной природе света было обнаружено, что в одних случаях он ведет себя как поток частиц, а в других — как волна.