Εξηγούμε τι είναι η σύγχρονη φυσική, τους στόχους της και πώς διαφέρει από την κλασική φυσική. Επίσης, ποια είναι τα κλαδιά του.
Τι είναι η σύγχρονη φυσική;
Στον επιστημονικό τομέα, μιλάμε για το φυσικός σύγχρονο να αναφερθούν σε σύγχρονες μελέτες για τους θεμελιώδεις νόμους του σύμπαν, που έχουν ως αφετηρία τη διατύπωση στα τέλη του 19ου αιώνα και τις αρχές του 20ου δύο επαναστατικών θεωριών για το θέμα:
- Η κβαντική θεωρία του Max Planck του 1900.
- ο Θεωρία της σχετικότητας από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν από το 1905.
Σε αυτό προστίθεται συχνά η σχέση αβεβαιότητας του Heisenberg του 1927. Σε κάθε περίπτωση, όλες οι προηγούμενες μελέτες φυσικής είναι γνωστές ως κλασική φυσική.
Ωστόσο, αυτή η διαφορά δεν είναι απλώς ιστορική, όπως μπορεί να φαίνεται. Από τη μία πλευρά, η σύγχρονη φυσική διαφέρει από την κλασική φυσική λόγω της έννοιας του «κβάντου δράσης» (Wirkungsquantum) που προτάθηκε από τον Planck, ο οποίος το πρότεινε ως επίπεδο του Ενέργεια ελάχιστο δυνατό.
Δηλαδή, σύμφωνα με αυτή τη σύγχρονη προσέγγιση, η ενέργεια στο σύμπαν θα μπορούσε να χωριστεί σε ελάχιστες και αδιαίρετες μονάδες (η καθεμία ονομάζεται "κβάντα" ή ποσοστό), ενώ στην κλασική φυσική η ενέργεια ήταν συνεχής και αδιαίρετη.
Από την άλλη πλευρά, η σύγχρονη φυσική αντικατέστησε την ιδέα μιας ντετερμινιστικής φυσικής, στην οποία όλα τα φαινόμενα του σύμπαντος θα μπορούσαν να περιγραφούν ως αποτέλεσμα μιας αιτία και αποτέλεσμα, από μια φυσική απροσδιοριστίας και ανακρίβειας. Έτσι, η σύγχρονη φυσική συνήθως μιλά για τις πιθανότητες εμφάνισης ενός φαινομένου, αφού ασχολείται με τους μυστηριώδεις νόμους που διέπουν Ύλη και ενέργεια.
Το τελευταίο οφείλεται στο γεγονός ότι η κλασική φυσική μελέτησε σε μεγάλο βαθμό καταστάσεις που μπορούσαν να περιλάβουν οι ανθρώπινες αισθήσεις, δηλαδή καταστάσεις από μακροσκοπική άποψη.
Αντίθετα, η σύγχρονη φυσική εμβαθύνει σε πιο περίπλοκες περιοχές του σύμπαντος, όπως η υποατομική ύλη και η συμπεριφορά κυματοσωματιδίων του σύμπαντος. ύλη, ή το φυσικά φαινόμενα που συμβαίνουν σε ταχύτητα του φωτός. Σε αυτά τα σενάρια οι κλασικοί νόμοι παύουν να είναι χρήσιμοι.
Από την άλλη πλευρά, μία από τις κύριες φιλοδοξίες της σύγχρονης φυσικής είναι να επιτύχει την ενσωμάτωση σε μια ενιαία αρμονική θεωρία όλων των γνωστών φυσικών δυνάμεων: βαρύτητα, ο ηλεκτρομαγνητισμός, τις ισχυρές πυρηνικές δυνάμεις και τις αδύναμες πυρηνικές δυνάμεις.
Αυτή η ενοποιητική θεωρία, που δεν υπάρχει ακόμη, θα ήταν γνωστή ως «θεωρία για τα πάντα». Αυτή η θεωρία θα χρησιμεύσει για την κατανόηση τόσο των σχέσεων μεταξύ των μικροσκοπικών σωματιδίων της ύλης όσο και εκείνων μεταξύ των κολοσσιαίων αστέρια του σύμπαντος.
Κλάδοι της σύγχρονης φυσικής
Η σύγχρονη φυσική χωρίζεται σε δύο κύριους κλάδους, καθένας από τους οποίους έχει με τη σειρά του πολύ πιο εξειδικευμένα υποπεδία.
- ο κβαντική μηχανική, αφιερωμένο στη μελέτη του Ζυγός πολύ μικρά χωρικά, όπως ατομικά και υποατομικά συστήματα, ή η αλληλεπίδρασή τους με την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, πάντα ως παρατηρήσιμα φαινόμενα. Η θεμελιώδης αρχή του είναι ότι όλες οι μορφές ενέργειας απελευθερώνονται σε κανονικές μονάδες γνωστές ως «κβάντα». Στους τομείς ενδιαφέροντός του είναι η πυρηνική φυσική, η ατομική φυσική ή η μοριακή φυσική, για παράδειγμα.
- ο Θεωρία της σχετικότητας, αφιερωμένο στη μελέτη της βαρύτητας, δηλαδή των φυσικών γεγονότων τόσο στο καιρός όπως στο διάστημα, αλλά πάντα σε σχέση με έναν μεταβλητό παρατηρητή. Αυτό σημαίνει ότι ο χρόνος και ο χώρος δεν είναι αμετάβλητοι αλλά σχετικοί, σε αντίθεση με αυτό που ίσχυε η κλασική φυσική.Αυτό το υποπεδίο μελέτης βασίζεται στις δύο μεγάλες θεωρίες του Αϊνστάιν: τη Θεωρία της Ειδικής Σχετικότητας του 1905 και τη Θεωρία της Γενικής Σχετικότητας του 1915. Το πεδίο εφαρμογής του είναι, κυρίως, αυτό της κοσμολογίας, δηλαδή η μελέτη του σύμπαντος. συνολικά και σε μεγάλη κλίμακα.