La Historia de la Fisica
La opinión generalizada es que la ciencia y la era científica comenzaron en el siglo XVII con Isaac Newton dando forma a las matemáticas que pretendían describir nuestro mundo físico.
Durante más de doscientos años, las observaciones que hizo Newton sobre la naturaleza fueron la base de la rama científica conocida como “física clásica”, teniendo mucho éxito al explicar las cosas a gran escala como el movimiento de los planetas y el hecho de que las manzanas caigan de un árbol (antes eureka, hoy: wow!). La física clásica ha hecho tan bien su trabajo que nos ha permitido calcurar las órbitas de nuestros satélites e incluso pese a todo enviar cohetes a la luna ida y vuelta.
En los inicios del siglo XX, sin embargo, los avances científicos revelaron un lugar de la naturaleza en el que las leyes de Newton no parecían funcionar : en el mundo microscópico del átomo, entonces fué necesario desarrollar un nuevo tipo de física: la física cuántica.
Cuántica viene de Quantum que quiere decir una determinada cantidad de energía electromagnética. Por lo tanto el quantum es la sustanciade la que está hecho nuestro mundo cuando lo reducimos a su quintaesencia. Los científicos de la física cuántica pronto comprobaron que lo que a nosotros nos parece un mundo sólido, en realidad no lo es en absoluto. Un buen ejemplo es que al igual que la unión de muchas imágenes individuales hace que una película parezca real, la vida está compuesta de pequeños y breves “paquetes” de luz llamados “quanta”. Los quanta de la vida suceden tan rápidamente que a menos que nuestro cerebro haya sido adiestrado para funcionar de otra manera (desarrollando el testigo, el observador, ralentizando los movimientos a través de técnicas de meditación por ejemplo) simplemente suma todos los impulsos para crear la acción ininterrumpida semejante a cualquier película proyectada sobre una pantalla blanca.
La física cuántica es el estudio de lo que sucede a muy pequeña escala con las fuerzas que dan vida a nuestro mundo físico.
Ahora bien, hay una tercera forma de física y es la que quiere unir a estas dos físicas: clásica y cuántica, sería la llamada teoría unificada. Hacer esto requiere la existencia de algo que llene aquello que consideramos como espacio vacío. Y a eso mismo es donde queremos llegar: es lo que sería el origen de la Matrix.
Resumiendo hasta llegar a la teoría Unificada:
1687 – Física newtoniana: Isaac Newton publica sus leyes del movimiento, y así comienza la ciencia moderna. Según esta visión, el universo es un enorme sistema mecánico en que el tiempo y el espacio son absolutos.
1867 – Física de la teoría de campo: James Clerk Maxwell propone la existencia de fuerzas que no pueden ser explicadas por la física de Newton. Sus investigaciones, junto con las de Michael Faraday, llevan a la visión de un universo compuesto por campos de energía que interactúan mutuamente.
1900 – Física cuántica: Max Planck publica su teoría de un mundo compuesto de «paquetes» de energía llamados «quanta». Los experimentos realizados a escala cuántica muestran que la materia existe más como probabilidades y tendencias que como algo absoluto, lo que indica que la «realidad» puede no ser tan real y sólida como creíamos.
1905 – Física de la relatividad: la visión del universo de Albert Einstein desbanca a la física newtoniana. Einstein sugiere que el tiempo es relativo en lugar de absoluto. Un aspecto clave de la relatividad es que el tiempo y el espacio no pueden ser separados y existen juntos como una cuarta dimensión.
1970 – Física de la teoría de cuerdas: los físicos descubren que se pueden usar las teorías que describen el universo como compuesto por pequeñas cuerdas vibratorias de energía para explicar tanto el mundo cuántico como el de la realidad cotidiana. En 1984, la teoría es formalmente aceptada por la comunidad científica como un puente que puede servir para unir todas las teorías.
20?? – La nueva y mejorada teoría unificada de la física: algún día en el futuro, los físicos descubrirán una forma para explicar la naturaleza holográfica de lo que observamos en el universo cuántico, así como lo que vemos en el mundo de la realidad cotidiana. Formularán las ecuaciones que unifiquen sus explicaciones y formen una única historia.
Siglo XVIII: termodinámica y óptica
A partir del siglo XVIII Boyle y Young desarrollaron la termodinámica. En 1733 Bernoulli usó argumentos estadísticos, junto con la mecánica clásica, para extraer resultados de la termodinámica, iniciando la mecánica estadística. En 1798 Thompson demostró la conversión del trabajo mecánico en calor y en 1847 Joule formuló la ley de conservación de la energía.En el campo de la óptica el siglo XVIII comenzó con la teoría corpuscular de la luz de Newton expuesta en su famosa obra Opticks. Aunque las leyes básicas de la óptica geométrica habían sido descubiertas algunas décadas antes, el siglo XVIII fue bueno en avances técnicos en este campo produciéndose las primeras lentes acromáticas, midiéndose por primera vez la velocidad de la luz y descubriendo la naturaleza espectral de la luz. El siglo concluyó con el célebre experimento de Young de 1801 en el que se ponía de manifiesto la interferencia de la luz demostrando la naturaleza ondulatoria de ésta.
Siglo XIX: electromagnetismo y estructura atómica
La investigación física de la primera mitad del siglo XIX estuvo dominada por el estudio de los fenómenos de la electricidad y el magnetismo. Coulomb, Luigi Galvani, Faraday, Ohm y muchos otros físicos famosos estudiaron los fenómenos dispares y contraintuitivos que se asocian a este campo. En 1855 Maxwell unificó las leyes conocidas sobre el comportamiento de la electricidad y el magnetismo en una sola teoría con un marco matemático común mostrando la naturaleza unida del electromagnetismo. Los trabajos de Maxwell en el electromagnetismo se consideran frecuentemente equiparables a los descubrimientos de Newton sobre la gravitación universal y se resumen con las conocidas, ecuaciones de Maxwell, un conjunto de cuatro ecuaciones capaz de predecir y explicar todos los fenómenos electromagnéticos clásicos. Una de las predicciones de esta teoría era que la luz es una onda electromagnética. Este descubrimiento de Maxwell proporcionaría la posibilidad del desarrollo de la radio unas décadas más tarde por Heinrich Hertz en 1888.En 1895 Roentgen descubrió los rayos X, ondas electromagnéticas de frecuencias muy altas. Casi simultáneamente, Henri Becquerel descubría la radioactividad en 1896. Este campo se desarrolló rápidamente con los trabajos posteriores de Pierre Curie, Marie Curie y muchos otros, dando comienzo a la física nuclear y al comienzo de la estructura microscópica de la materia.en 1897 Thomson descubrió el electrón, la partícula elemental que transporta la corriente en los circuitos eléctricos proponiendo en 1904 un primer modelo simplificado del átomo.
Siglo XX: segunda revolución de la física
El siglo XX estuvo marcado por el desarrollo de la física como ciencia capaz de promover el desarrollo tecnológico. A principios de este siglo los físicos consideraban tener una visión casi completa de la naturaleza. Sin embargo pronto se produjeron dos revoluciones conceptuales de gran calado: El desarrollo de la teoría de la relatividad y el comienzo de la mecánica cuántica.En 1905 Albert Einstein, formuló la teoría de la relatividad especial, en la cual el espacio y el tiempo se unifican en una sola entidad, el espacio-tiempo. La relatividad formula ecuaciones diferentes para la transformación de movimientos cuando se observan desde distintos sistemas de referencia inerciales a aquellas dadas por la mecánica clásica. Ambas teorías coinciden a velocidades pequeñas en relación a la velocidad de la luz. En 1915 extendió la teoría especial de la relatividad para explicar la gravedad, formulando la teoría general de la relatividad, la cual sustituye a la ley de la gravitación de Newton.En 1911 Rutherford dedujo la existencia de un núcleo atómico cargado positivamente a partir de experiencias de dispersión de partículas. A los componentes de carga positiva de este núcleo se les llamó protones. Los neutrones, que también forman parte del núcleo pero no poseen carga eléctrica, los descubrió Chadwick en 1932.
Física del siglo XXI
La física sigue enfrentándose a grandes retos, tanto de carácter práctico como teórico, a comienzos del siglo XXI. El estudio de los sistemas complejos dominados por sistemas de ecuaciones no lineales, tal y como la meteorología o las propiedades cuánticas de los materiales que han posibilitado el desarrollo de nuevos materiales con propiedades sorprendentes. A nivel teórico la astrofísica ofrece una visión del mundo con numerosas preguntas abiertas en todos sus frentes, desde la cosmología hasta la formación planetaria. La física teórica continúa sus intentos de encontrar una teoría física capaz de unificar todas las fuerzas en un único formulismo en lo que sería una teoría del todo. Entre las teorías candidatas debemos citar a la teoría de supercuerdas.El descubrimiento de la expansión acelerada del universo llevó a un interés renovado por la cosmología, en particular a los trabajos teóricos sobre la energía oscura y la materia oscura. Además el trabajo de Juan Martín Maldacena sobre la "correspondencia AdS/CFT" arrojaría nueva luz sobre otra conjetura física conocida como principio holográfico.El período que va de 1973 a 2017 ha sido considerado por algunos físicos importantes como Lee Smolin y otros, un período excepcional ya que durante él se hicieron proporcionalmente menos teóricos nuevos que durante otros períodos del siglo XX, estando la física dominada por teorías altamente especulativas sobre las que ha sido difícil obtener evidencias empíricas que permitan un avance seguro. Gran parte de los éxitos experimentales como la detección de los bosones W y Z, o la detección del bosón de Higgs son confirmaciones de teorías desarrolladas con anterioridad a 1975, por lo que realmente no son confirmaciones de las teorías en las que han trabajado los físicos teóricos en las últimas décadas
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