Historia de la física

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La hestoria de la física toma los esfuercios realizaos poles persones que trataron d'entender el porqué de la naturaleza y los fenómenos que nella se reparen: el pasu de les estaciones, el movimientu de los cuerpos y de los astros, los fenómenos climáticos, les propiedaes de los materiales, ente otros. Les primeres esplicaciones apaecieron na antigüedá y basábense en considerancies puramente filosófiques, ensin verificase esperimentalmente. Delles interpretaciones falses, como la fecha por Claudio Ptolomeo nel so famosu Almagesto —«La Tierra ta nel centru del Universu y alredor d'ella xiren los astros»— perduraron mientres miles d'años.

Diferencies de la física elemental[editar | editar la fonte]

En 1687 Newton publicó los Philosophiæ naturalis principia mathematica (Principios Matemáticos de la Naturaleza), una obra na que se describen les lleis clásiques de la dinámica conocíes como les lleis de Newton y la llei de la gravitación universal de Newton. El primer grupu de lleis dexaba esplicar la dinámica de los cuerpos y faer predicciones del movimientu y equilibriu de cuerpos, la segunda llei dexaba demostrar les lleis de Kepler del movimientu de los planetes y esplicar la gravedá terrestre (d'equí'l nome de gravedá universal). Nesta dómina poner de manifiestu unu de los principios básicos de la física, les lleis de la física son les mesmes en cualquier puntu del Universu. El desenvolvimientu por Newton y Leibniz del cálculu infinitesimal apurrió les ferramientes matemátiques pal desenvolvimientu de la física como ciencia capaz de realizar predicciones. Nesta dómina desenvolvieron los sos trabayos físicos como Robert Hooke y Christian Huygens estudiando les propiedaes básiques de la materia y de la lluz. Depués los científicos ingleses William Wurts y Charles Demiano afondaron l'estudiu de les causes de les lleis de Newton, ye dicir la gravedá.

Física nos sieglos XVI y XVII[editar | editar la fonte]

Nel sieglu XVI nacieron dellos personaxes como Copérnico, Stevin, Cardano, Gilbert, Brahe, pero foi Galiléu quien, a principios del sieglu XVII, impulsó l'empléu sistemáticu de la verificación esperimental y la formulación matemática de les lleis físiques. Galiléu afayó la llei de la cayida de los cuerpos y del pendilexu, puede consideráse-y como'l creador de la mecánica, tamién fixo les bases de la hidrodinámica, que'l so estudiu foi siguíu pol so discípulu Torricelli que foi l'inventor del barómetru (añu 1643), el preséu que más tarde utilizó Pascal pa determinar la presión atmosférica. Pascal precisó'l conceutu de presión nel senu d'un líquidu y enunció el teorema de tresmisión de les presiones. Boyle formuló la llei de la compresión de los gases (llei de Boyle-Mariotte).

N'óptica, René Descartes estableció la llei de la refraición de la lluz, formuló una teoría del arcu iris y estudió los espeyos esféricos y les lentes. Fermat enunció'l principiu de la óptica xeométrica que lleva'l so nome, y Huygens, a quién tamién se -y deben importantes contribuciones a la mecánica, afayó la polarización de la lluz, n'oposición a Newton, pa quién la lluz ye una radiación corpuscular, propunxo la teoría ondulatoria de la lluz. Hooke estudió les franxes coloriaes que se formen cuando la lluz traviesa una llámina delgada; tamién, estableció la proporcionalidad.

A finales del sieglu XVII la física empieza a influyir nel desenvolvimientu teunolóxicu dexando de la mesma una meyora más rápida de la mesma física.

El desenvolvimientu instrumental (telescopios, microscopios y otros preseos) y el desenvolvimientu d'esperimentos cada vez más sofisticaos dexaron llograr grandes ésitos como la midida de la masa de la Tierra nel esperimentu de la balanza de torsión.

Tamién apaecen les primeres sociedaes científiques como la Royal Society en Londres en 1660 y l'Académie des sciences en París en 1666 como preseos de comunicación ya intercambiu científicu, teniendo nos primeros tiempos de dambes sociedaes un papel prominente les ciencies físiques.

Sieglu XVIII: termodinámica y óptica[editar | editar la fonte]

El esperimentu de Young sirvió pa demostrar ensin batura a duldes de que la lluz yera dalgún tipu d'onda.

A partir del sieglu XVIII Boyle y Young desenvolvieron la termodinámica. En 1733 Bernoulli usó argumentos estadísticos, xuntu cola mecánica clásica, pa estrayer resultaos de la termodinámica, empecipiando la mecánica estadística. En 1798 Thompson demostró la conversión del trabayu mecánicu en calor y en 1847 Joule formuló la llei de caltenimientu de la enerxía.

Nel campu de la óptica el sieglu XVIII empezó cola teoría corpuscular de la lluz de Newton espuesta na so famosa obra Opticks. Anque les lleis básiques de la óptica xeométrica fueren afayaes delles décades antes, el sieglu XVIII foi bonu en meyores téuniques nesti campu produciéndose les primeres lentes acromátiques, midiéndose per primer vegada la velocidá de la lluz y afayando la naturaleza espectral de la lluz. El sieglu concluyó col célebre esperimentu de Young de 1801 nel que se ponía de manifiestu la interferencia de la lluz demostrando la naturaleza ondulatoria d'ésta.

Sieglu XIX: electromagnetismu y estructura atómica[editar | editar la fonte]

La noción teórica de campu de fuercies foi un desenvolvimientu teóricu del sieglu XIX que foi crucial pa la comprensión de los fenómenos electromagnéticos, en figurar esquema de llinies de llinies de campu magnético alredor d'un imán.

La investigación física de la primer metá del sieglu XIX tuvo apoderada pol estudiu de los fenómenos de la eletricidá y el magnetismu. Coulomb, Luigi Galvani, Faraday, Ohm y munchos otros físicos famosos estudiaron los fenómenos desemeyaos y contraintuitivos que s'acomuñar a esti campu. En 1855 Maxwell unificó les lleis conocíes sobre'l comportamientu de la eletricidá y el magnetismu nuna sola teoría con un marcu matemáticu común amosando la naturaleza xunida del electromagnetismu. Los trabayos de Maxwell nel electromagnetismu considérense frecuentemente equiparables a los descubrimientos de Newton sobre la gravitación universal y resumir coles conocíes, ecuaciones de Maxwell, un conxuntu de cuatro ecuaciones capaz de predicir y esplicar tolos fenómenos electromagnéticos clásicos. Una de les predicciones d'esta teoría yera que la lluz ye una onda electromagnética. Esti descubrimientu de Maxwell apurriría la posibilidá del desenvolvimientu de la radio unes décades más tarde por Heinrich Hertz en 1888.

En 1895 Roentgen afayó los rayos X, ondes electromagnétiques de frecuencies bien altes. Casi simultáneamente, Henri Becquerel afayaba la radioactividá en 1896. Esti campu desenvolvióse rápido colos trabayos posteriores de Pierre Curie, Marie Curie y munchos otros, dando empiezu a la física nuclear y al empiezu de la estructura microscópica de la materia.

En 1897 Thomson afayó'l electrón, la partícula elemental que tresporta la corriente nos circuitos llétricos proponiendo en 1904 un primer modelu simplificáu del átomu.

Sieglu XX: segunda revolución de la física[editar | editar la fonte]

La teoría de la relavidad xeneral demostró que la xeometría del espaciu-tiempu nun yera fixa sinón que dependía del movimientu de los cuerpos y la distribución de materia, de fechu la combadura del espaciu-tiempu puede rellacionase col tensor enerxía-impulso que caracteriza la distribución de materia.

El sieglu XX tuvo marcáu pol desenvolvimientu de la física como ciencia capaz de promover el desenvolvimientu teunolóxicu. A principios d'esti sieglu los físicos consideraben tener una visión casi completa de la naturaleza. Sicasí llueu se producieron dos revoluciones conceptuales de gran caláu: El desenvolvimientu de la teoría de la relatividá y l'empiezu de la mecánica cuántica.

En 1905 Albert Einstein, formuló la teoría de la relatividá especial, na cual l'espaciu y el tiempu unificar nuna sola entidá, el espaciu-tiempu. La relatividá formula ecuaciones distintes pal tresformamientu de movimientos cuando se reparen dende distintos sistemes de referencia inerciales a aquelles daes pola mecánica clásica. Dambes teoríes coinciden a velocidaes pequeñes en rellación a la velocidá de la lluz. En 1915 estendió la teoría especial de la relatividá pa esplicar la gravedá, formulando la teoría xeneral de la relatividá, que sustitúi a la llei de la gravitación de Newton.

En 1911 Rutherford dedució la esistencia d'un nucleu atómicu cargáu positivamente a partir d'esperiencies de dispersión de partícules. A los componentes de carga positiva d'esti nucleu llamóse-yos protones. Los neutrones, que tamién formen parte del nucleu pero nun tener carga llétrica, afayar Chadwick en 1932.

La mecánica cuántica reintrodució de nuevu l'indeterminismu na física, al introducir elementos d'incertidume y probabilidá na teoría física. Simplficadamente una partícula subatómica estable puede describise por una función d'onda a partir de la cual pueden calculase les probabilidaes de midíes esperimentales sobre la partícula. Na figura un esquema d'una partícula zarrada nuna caxa bidimensional. Les llinies de nivel sobre'l planu inferior tán rellacionaes cola probabilidá de presencia.

Nos primeros años del sieglu XX Planck, Einstein, Bohr y otros desenvolvieron la teoría cuántica con cuenta d'esplicar resultaos esperimentales anómalos sobre la radiación de los cuerpos. Nesta teoría, los niveles posibles d'enerxía pasen a ser discretos. En 1925 Heisenberg y en 1926 Schrödinger y Dirac formularon la mecánica cuántica, na cual espliquen les teoríes cuántiques precedentes. Na mecánica cuántica, les resultaos de les midíes físiques son probabilísticos; la teoría cuántica describe'l cálculu d'estes probabilidaes.

La mecánica cuántica suministró les ferramientes teóriques pa la física de la materia entestada, que estudia'l comportamientu de los sólidos y los líquidos, incluyendo fenómenos tales como estructura cristalina, semiconductividad y superconductividad. Ente los pioneros de la física de la materia entestada inclúyese Bloch, que desenvolvió una descripción mecanu-cuántica del comportamientu de los electrones nes estructures cristalines (1928).

La teoría cuántica de campos formular pa estender la mecánica cuántica de manera consistente cola teoría especial de la relatividá. Algamó la so forma moderna a finales de la década de 1940 gracies al trabayu de Feynman, Schwinger, Tomonaga y Dyson. Ellos formularon la teoría de la electrodinámica cuántica, na cual descríbese la interacción electromagnética. La teoría cuántica de campos suministró les bases pal desenvolvimientu de la física de partícules, que estudia les fuercies fundamentales y les partícules elementales. En 1954 Yang y Mills desenvolvieron les bases del modelo estándar. El modelu electrodébil, qu'amosaba que les fuercies electromagnétiques y la fuercia nuclear débil yeren aspeutos del mesmu campu de fuercies, foi desenvueltu mientres los años 1960 (Sheldon Lee Glashow, Abdus Salam y Steven Weinberg recibieron el Premiu Nobel de Física en 1979 poles sos contribuciones a esa teoría). El modelo estándar foi desenvueltu nos años 1970.

Mientres la última parte del sieglu XX desenvolvióse descomanadamente l'astrofísica, y trabayóse intensamente en teoríes de gran unificación y la teoría de supercuerdas qu'a principios del sieglu XXI siguíen siendo teoríes especulatives. En 1998 afayóse inesperadamente que la espansión del universu taba acelerándose, lo que creaba un nuevu problema non resueltu de la física

Física del sieglu XXI[editar | editar la fonte]

Representación d'una variedá de Calabi-Yau un tipu d'oxetu xeométricu usáu polos teóricos de supercuerdas.

La física sigue enfrentándose a grandes retos, tantu de calter prácticu como teóricu, a empiezos del sieglu XXI. L'estudiu de los sistemes complexos apoderaos por sistemes d'ecuaciones non lliniales, tal que la meteoroloxía o les propiedaes cuántiques de los materiales que fixeron posible el desenvolvimientu de nuevos materiales con propiedaes sorprendentes. A nivel teóricu l'astrofísica ufierta una visión del mundu con numberoses entrugues abiertes en tolos sos frentes, dende la cosmoloxía hasta la formación planetaria. La física teórica sigue los sos intentos d'atopar una teoría física capaz d'unificar toles fuercies nun únicu formulismo no que sería una teoría del tou. Ente les teoríes candidates tenemos de citar a la teoría de supercuerdas.

El descubrimientu de la espansión acelerada del universu llevó a un interés anováu pola cosmoloxíesobremanera a los trabayos teóricos sobre la enerxía escura y la materia escuro. Amás el trabayu de Juan Martín Maldacena sobre la "correspondencia AdS/CFT" refundiaría nueva lluz sobre otra conxetura física conocida como principiu holográficu.

El periodu que va de 1973 a 2019 foi consideráu por dellos físicos importantes como Llei Smolin y otros, un periodu escepcional yá que mientres él fixeron proporcionalmente menos teóricos nuevos que mientres otros periodos del sieglu XX, tando la física apoderada por teoríes altamente especulatives sobre les que foi difícil llograr evidencies empíriques que dexen una meyora segura. Gran parte de los ésitos esperimentales como la detección de los bosones W y Z, o la detección del bosón de Higgs son confirmaciones de teoríes desenvueltes con anterioridá a 1975, polo que realmente nun son confirmaciones de les teoríes nes que trabayaron los físicos teóricos nes últimes décades.

Ver tamién[editar | editar la fonte]

Bibliografía[editar | editar la fonte]

  • Desit-Ricard, Isabelle (2002). Historia de la Física. Acentu Ediciones. ISBN 978-84-483-0708-0.
  • Sánchez del Río, Carlos (1984). Historia de la física: hasta'l sieglu XIX. Real Academia de Ciencies Esactes, Físiques y Naturales. ISBN 978-84-600-3372-1.
  • Truesdell, C. (1975). Ensayo d'Historia de la Mecánica. Editorial Tecnos. ISBN 978-84-309-0597-3.
  • Udías Vallina, Agustín (2004). Historia de la física: de Arquímedes a Einstein. Editorial Síntesis. ISBN 978-84-9756-176-1.


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