Imágenes: Dominic Walliman

Si pudiéramos regresar en el tiempo y enseñar a los grandes pensadores griegos lo mucho que ha avanzado la física, se quedarían alucinados. La física no solo nos ha traído tecnologías increíbles, también nos ha acercado a comprender las partículas más pequeñas del universo o qué ocurrió segundos después del Big Bang.

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En su último vídeo de YouTube, Dominic Walliman resume todo lo que sabemos sobre física en un hermoso mapa dividido en tres partes, las tres grandes ramas de la física: física clásica, física cuántica y relatividad.

La física clásica está cimentada por las ideas de Isaac Newton, quien describió la ley de la gravitación universal y estableció las leyes del movimiento. Además desarrolló el cálculo matemático, un instrumento fundamental para la física teórica (digamos que las matemáticas son el lenguaje empleado por los físicos para desarrollar sus teorías).

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Newton realizó también investigaciones sobre óptica, la parte de la física que estudia la luz y cómo se descompone a través de un prisma. La óptica dio lugar a los microscopios y los telescopios que nos permien desarrollar otras ciencias, como la cosmología y la astrofísica.

La luz se rige por las leyes de reflexión, refracción y difracción, que vienen explicadas por la física de ondas. Esto nos lleva al electromagnetismo, que explica que la luz es una onda electromagnética. El físico James Clerk Maxwell demostró que la electricidad, el magnetismo y la luz son manifestaciones de un mismo fenómeno: el campo electromagnético.

En la física clásica se diferencian, además de la mecánica clásica, la mecánica de fluidos, que estudia el movimiento de gases y líquidos; la teoría del caos, que estudia sistemas complejos, imposibles de predecir a largo plazo; y la termodinámica, que estudia la interacción entre el calor y otras manifestaciones de la energía. La energía nos lleva a la física cuántica.

La física cuántica engloba la teoría atómica, la física de la materia condensada, la física nuclear, la física de partículas, el modelo estándar de la física de partículas y la teoría cuántica de campos.

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La teoría atómica empezó como un concepto filosófico en la Antigua Grecia, y hoy, junto con la física de partículas, estudia las partículas subatómicas de las que está hecho el universo a través modelos cuánticos que a los clásicos griegos les sonarían a chino. Por otro lado, la física de la materia describe la mecánica cuántica de sistemas macroscópicos, lo que tiene aplicaciones en tecnologías como computadoras y láseres. Y la física nuclear explica la fisión y la fusión nuclear, los procesos por los cuales los núcleos atómicos se separan o se juntan, liberando mucha energía.

En cuanto a la teoría cuántica de campos, se trata de la mejor descripción que tenemos del universo, puesto que unifica el mundo clásico con el mundo cuántico. Sin embargo, es incapaz de describir la gravedad, para la que necesitamos todavía una teoría del todo. Los físicos buscan esa teoría del todo, conocida como gravedad cuántica, a través de modelos muy complicados como la teoría de cuerdas o la gravedad cuántica de bucles.

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La relatividad, por supuesto, se basa en la teoría de la relatividad que formuló Albert Einstein a principios del siglo XX. La teoría de la relatividad especial relaciona el tiempo y el espacio mediante la famosa fórmula E=mc2, y la teoría de la relatividad general combina espacio y tiempo en un único continuo inseparable conocido como el espacio-tiempo.

[Dominic Walliman]