F�sica - Explicaci�n y definici�n de la f�sica

�Qu� es la F�sica?

La f�sica es la ciencia que estudia el comportamiento y las relaciones entre la materia, la energ�a, el espacio y el tiempo, podemos decir que la f�sica investiga los fen�menos que ocurren en la naturaleza y en el universo con el objeto de establecer leyes matem�ticas que puedan predecir su comportamiento.

La f�sica abarca todo, por un lado estudia lo infinitamente peque�o como son las part�culas fundamentales conocidas como quarks que componen los �tomos, mientras que en el otro extremo tambi�n se ocupa de los lejanos y gigantescos fen�menos astron�micos como son los qu�sares, los agujeros negros o los movimientos que se producen entre las galaxias del universo. Por otro lado la f�sica trata de dar una respuesta cient�fica a las grandes preguntas de la humanidad, gracias a la f�sica disponemos de teor�as como el Big Bang que explican el origen del universo, la teor�a de cuerdas nos explica la composici�n en �ltima instancia de la materia y la energ�a, mientras otras teor�as nos abren la puerta a la existencia de universos paralelos al nuestro que vivimos.

Por otro lado la f�sica es el pilar b�sico y fundamental de otras ciencias como la ingenier�a, la electr�nica o la astronom�a, ser�a imposible dise�ar un televisor sin tener conocimientos de las leyes electromagn�ticas, fabricar un motor de combusti�n sin los conocimientos de la termodin�mica o disponer de la fibra �ptica sin tener los conocimientos de la mec�nica ondulatoria, gracias a la f�sica tenemos sat�lites que orbitan alrededor de la tierra permiti�ndonos enviar y recibir se�ales de radio, disponemos de telescopios que analizan la composici�n de otros planetas y galaxias, hemos desarrollado sistemas de transporte como el coche, el avi�n, el barco, el ferrocarril o los transbordadores espaciales, sin la f�sica la tecnolog�a actual que disponemos no ser�a un realidad.

La f�sica es una ciencia pr�ctica que se apoya en la experimentaci�n con la finalidad de comprobar y validar leyes y teor�as, a trav�s de los siglos la tecnolog�a empleada en la experimentaci�n ha avanzado de la mano de los conocimientos f�sicos que se descubr�an, al inicio Galileo Galilei dispon�a de una maqueta de madera por d�nde deslizaba esferas a distintas inclinaciones que el propio se hab�a fabricado, hoy en d�a disponemos de complejos y tecnol�gicos aceleradores de part�culas que investigan las interacciones y part�culas fundamentales que componen la materia as� como telescopios y sondas espaciales que nos permiten obtener informaci�n sobre otros planetas, estrellas o galaxias.

Clasificaci�n de la f�sica

Podemos clasificar las diferentes materias o disciplinas que componen la ciencia de la f�sica en 2 grandes familias, la f�sica cl�sica y la f�sica moderna.

F�sica cl�sica

La f�sica cl�sica abarcar todos los conocimientos f�sicos adquiridos por la humanidad a lo largo de todo el tiempo hasta el siglo XX, durante este tiempo se desarrollaron las siguientes materias o disciplinas:

Mec�nica cl�sica – Abarca el estudio de las fuerzas y movimientos que ocurren en cuerpos macrosc�picos tanto s�lidos como fluidos a velocidades sensiblemente inferiores a la velocidad de la luz. La est�tica, din�mica y cinem�tica son partes de esta disciplina.

Mec�nica ondulatoria – Estudia todos los fen�menos y propiedades relacionadas con las ondas, la �ptica que estudia los fen�menos ondulatorios de la luz y la ac�stica que estudia los fen�menos ondulatorios del sonido forman parte de esta disciplina.

Electromagnetismo – Es la disciplina f�sica que estudia los fen�menos el�ctricos y magn�ticos unific�ndolos en una sola teor�a.

Termodin�mica – Es la rama de la f�sica que estudia los procesos de intercambio de energ�a calor�fica y como pueden ser utilizados para realizar trabajo, analizando y describiendo los estados de equilibrio de los sistemas.

F�sica moderna

La f�sica moderna inicia sus or�genes con el descubrimiento a principios del siglo XX del cuanto de energ�a por parte del f�sico alem�n Max Planck. Las 2 principales materias de la f�sica moderna son la relatividad y la f�sica cu�ntica presentando ambas una visi�n totalmente diferente del concepto del espacio, tiempo y la materia presentados por la f�sica cl�sica.

Relatividad – Disciplina de la f�sica que estudia y analiza los fen�menos f�sicos que ocurren a velocidades cercanas a la velocidad de la luz.

Mec�nica cu�ntica – Rama de la f�sica que estudia el comportamiento y los fen�menos que ocurren a escalas microsc�picas entre �tomos y las part�culas que los componen.

F�sica de part�culas – Estudia la composici�n de las part�culas que conforman los �tomos as� como sus interacciones.

Historia de la f�sica

Los antiguos griegos intentaban dar una explicaci�n a fen�menos f�sicos mediante el uso de un razonamiento l�gico, pero en muchas de las ocasiones sus teor�as eran err�neas dado el secret�simo que tiene la naturaleza en desvelar las leyes que le rigen.

Podemos datar el origen de la f�sica cl�sica en el siglo XVII cuando en 1632; Galileo Galilei demostr� experimentalmente que dos esferas de diferente peso lanzadas simult�neamente desde una misma altura llegaban al suelo al mismo tiempo, el mismo Galileo pronuncio " el libro del universo est� escrito en el lenguaje de las matem�ticas" a partir de este momento la f�sica experimento un punto de inflexi�n utilizando la experimentaci�n para la obtenci�n de datos que confirmar�n las teor�as f�sicas que describ�an los fen�menos que ocurr�an en la naturaleza.

El salto del conocimiento f�sico se produjo de la mano de Isaac Newton, cuando en el a�o 1687 p�blica su libro "Principios matem�ticos de la filosof�a natural" presentando en dicho escrito las 3 leyes de la din�mica o de los movimientos constituyendo la base de la mec�nica cl�sica, por otro lado Newton dedujo la existencia de una fuerza de atracci�n entre 2 cuerpos con masa, Newton present� la ley de la gravitaci�n universal, explicando mediante una f�rmula matem�tica la fuerza de la gravedad siendo la misma fuerza responsable de hacer que las manzanas caigan al suelo y que los planetas se mantengan en �rbita, una fuerza que se aplica indistintamente a lo peque�o y a lo gigante.

El siglo XIX la f�sica se centr� en el estudio de los fen�menos magn�ticos y el�ctricos, gracias los estudios de Michael Faraday, Luigi Galvani y de Charles Coulomb hasta que en 1855 otra de las revoluciones de la historia de la f�sica vino de la mano de Maxwell cuando relaciono las fuerzas magn�ticas y el�ctricas unific�ndola en unas sola fuerza conocida como el electromagnetismo.

Durante este mismo siglo XIX otros cient�ficos de la talla de Thomas Young, Augustin Fresnel, Nicolas Sadi Carnot o Rudolf Clauisious impulsaron las ramas de la mec�nica ondulatoria y la termodin�mica.

En 1905 Einstein present� la teor�a de la relatividad especial enunciado que el tiempo no es absoluto sino relativo y la velocidad de la luz en el vac�o es invariante independientemente de la velocidad de la fuente emisora, diez a�os m�s tarde en 1915 se presento la relatividad general descubriendo el verdadero origen de la gravedad, Newton descubri� su existencia pero desconoc�a su origen y funcionamiento hasta que Einstein descubri� que la gravitaci�n es el resultado de la deformaci�n del tejido formado por el espacio tiempo, descubriendo que el tiempo formaba la cuarta dimensi�n presente en todo el universo.

En los inicios del siglo XX se gesta el desarrollo de la f�sica cu�ntica, descubriendo que las leyes de la f�sica cl�sica no se cumpl�an cuando se estudiaba los fen�menos que ocurr�an entre �tomos, en este mismo siglo gracias a los aceleradores de part�culas se descubri� la composici�n �ntima de los �tomos y la materia, descubriendo una gran variedad de part�culas subat�micas a la que el modelo est�ndar ordeno y clasifico permitiendo conocer otras formas de materia y energ�a as� como teorizar el origen de nuestro universo a los pocos segundos de ocurrir la gran explosi�n o Big Bang.

Actualmente el reto de la f�sica es la demostraci�n y descubrimiento de una ley universal que unifique las 4 fuerzas fundamentales de la naturaleza, la gravitaci�n, el electromagnetismo y la fuerza nuclear d�bil y fuerte, una sola teor�a que se convierta en el santo grial de la f�sica resultando una ley que explique el origen y funcionamiento que rige todos los fen�menos que ocurren en el universo.

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