Física moderna

Te explicamos qué es la física moderna, sus metas y en qué se diferencia de la física clásica. Además, cuáles son sus ramas.

¿Qué es la física moderna?

En el campo científico, se habla de la física moderna para referirse a los estudios contemporáneos sobre las leyes fundamentales del universo, que toman como punto de partida la formulación a finales del siglo XIX y comienzos del XX de dos teorías revolucionarias en la materia:

• La teoría cuántica de Max Planck de 1900.
• La teoría de la relatividad de Albert Einstein de 1905.

A ello a menudo se incorpora la relación de indeterminación de Heisenberg de 1927. En todo caso, a todos los estudios de física previos se los conoce como la física clásica.

Sin embargo, esta diferencia no es meramente histórica, como podría parecer. Por un lado, la física moderna se distingue de la clásica debido a la noción de “cuanto de acción” (Wirkungsquantum) propuesta por Planck, quien la propuso como nivel de energía mínimo posible.

Es decir, según esta aproximación moderna, la energía en el universo podría dividirse en unidades mínimas e indivisibles (cada una llamada “cuanto” o quantum), mientras que en la física clásica la energía era continua e indivisible.

Por otro lado, la física moderna reemplazó la idea de una física determinista, en la que todos los fenómenos del universo podrían describirse como fruto de una causa y un efecto, por una física de la indeterminación y la inexactitud. Así, la física moderna suele hablar de probabilidades de ocurrencia de un fenómeno, ya que se ocupa de las leyes misteriosas que rigen la materia y la energía.

Esto último se debe a que la física clásica estudiaba en gran medida situaciones que los sentidos humanos podían abarcar, o sea, situaciones desde un punto de vista macroscópico.

Por el contrario, la física moderna se adentra en regiones más complicadas del universo, como la materia subatómica y el comportamiento onda-partícula de la materia, o los fenómenos físicos que ocurren a la velocidad de la luz. En estos escenarios las leyes clásicas dejan de ser útiles.

Por otro lado, una de las principales aspiraciones de la física moderna es lograr la integración en una misma teoría armónica de todas las fuerzas naturales conocidas: la gravedad, el electromagnetismo, las fuerzas nucleares fuertes y las fuerzas nucleares débiles.

A esta teoría unificadora, que aún no existe, se la conocería como la “teoría para el todo”. Dicha teoría serviría para comprender tanto las relaciones entre las minúsculas partículas de la materia, como las que hay entre los colosales astros del universo.

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Ramas de la física moderna

La física moderna se divide en dos grandes ramas, cada una de las cuales posee a su vez subcampos mucho más especializados.

• La mecánica cuántica, dedicada al estudio de las escalas espaciales muy pequeñas, como los sistemas atómicos y subatómicos, o su interacción con la radiación electromagnética, siempre como fenómenos observables. Su principio fundamental es que toda forma de energía se libera en unidades regulares conocidas como “cuantos”. Dentro de sus áreas de interés se hallan la física nuclear, la física atómica o la física molecular, por ejemplo.
• La teoría de la relatividad, dedicada al estudio de la gravedad, es decir, de los sucesos físicos tanto en el tiempo como en el espacio, pero siempre en relación con un observador variable. Esto quiere decir que tiempo y espacio no son invariables sino relativos, a diferencia de lo que sostenía la física clásica. Este subcampo de estudio se sostiene en las dos grandes teorías de Einstein: la Teoría de la relatividad especial de 1905 y la Teoría de la relatividad general de 1915. Su campo de aplicación es, principalmente, el de la cosmología, esto es, el estudio del universo en su conjunto y a gran escala.

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Referencias

• “Física moderna” en Wikipedia.
• “Física clásica” en Wikipedia.
• “Física moderna” en ICL Didáctica.
• “Classical and Modern Physics” en Science Encyclopedia.