Principales Contribuyentes de la Física Clásica y Moderna

La física, por definición, es «el conocimiento de la naturaleza», una traducción literal del griego.

La física es la ciencia encargada del estudio de las propiedades e interacciones de la materia y de la energía desde sus componentes más básicos. Esto incluye: las propiedades generales de los cuerpos, las fuerzas que los modifican, la transferencia de la energía y la interacción entre partículas.

La física se divide en dos partes de acuerdo a la época de su desarrollo.

Física Clásica: Fundamentos y Descubrimientos Tempranos

La primera está basada en los principios establecidos antes de la aparición de la mecánica cuántica.

Como la física es una ciencia muy amplia, tanto la clásica como la moderna se dividen en varias ramas de acuerdo a su especialidad.

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Ramas Clave de la Física Clásica

En este artículo de GEOenciclopedia, te explicamos cuáles son las ramas de la física clásica y moderna.

Rama de la Física	Descripción
Acústica	Es la rama que se especializa en el estudio del sonido, del infrasonido y las ondas mecánicas propagadas a través de la materia sólida, líquida y gaseosa. Se relaciona con la producción, control, transmisión, recepción y efectos de sonido.
Mecánica Clásica	La mecánica clásica estudia cuerpos en movimiento a consecuencia de fuerzas ejercidas o como parte de un ciclo o evolución. Esto aplica para objetos simples, para objetos tecnológicos y para cuerpos celestes como planetas y cometas.
Electricidad y Magnetismo o Electromagnetismo	En física, el electromagnetismo es el nombre que se ha asignado al cuerpo de estudio que encapsula la investigación, observación y experimentación de las fuerzas ejercidas en el espacio, junto con las diversas propiedades asociadas con las cargas actuales. Estudia los fenómenos eléctricos y magnéticos, pero no por separado sino como unicidad.
Óptica	Estudia las propiedades de la luz y su interacción con la materia, además de su propagación y comportamiento, ya sea con luz visible, radiación ultravioleta o radiación infrarroja.
Mecánica de Fluidos	La mecánica de fluidos describe el flujo de líquidos y gases. Permite calcular las propiedades de un fluido, como la velocidad de flujo, la presión, densidad, temperatura, así como funciones del espacio y el tiempo.
Termodinámica	La termodinámica es la rama de la física que se encarga del estudio del calor y la temperatura y cómo se relaciona con la energía. La termodinámica clásica es la descripción de los estados (especialmente los estados de equilibrio) y los procesos de los sistemas termodinámicos, utilizando propiedades empíricas y macroscópicas que se pueden medir directamente en el laboratorio.

Contribuyentes Fundamentales a la Física Clásica

Las bases de la mecánica clásica fueron sentadas por Newton, Galilei y Kepler principalmente.

• Galileo Galilei: La obra de Galileo, traducida al inglés en 1661, contiene la primera formulación de la caída libre de los cuerpos, sentando las bases para su estudio experimental y geométrico.
• Isaac Newton: Newton aportó una visión mecánica del mundo basada en las leyes de la dinámica y llegando a la primera síntesis científica que culmina con el establecimiento de la ley de la gravitación universal, ley que acaba con la antigua diferenciación entre la tierra y los cielos como mundos regidos por principios distintos.
• James Clerk Maxwell: Maxwell consigue relacionar en su teoría electromagnética las propiedades de los imanes, los cuerpos electrizados y las corrientes eléctricas, y predice además la propagación de los fenómenos electromagnéticos mediante ondas viajeras a la velocidad de la luz, considerada a partir de entonces como una perturbación electromagnética.

Otros grandes pensadores también sentaron las bases para el entendimiento de la física en la era clásica:

• Pitágoras (579 a.C.): Desarrollador de la matemática helénica y la aritmética. Posiblemente el primer gran científico de la historia.
• Arquímedes de Siracusa (287 a.C.): Ingeniero, filósofo, astrónomo o inventor. Quizás el científico más importante de la Antigüedad clásica.
• Alhacén: Este físico, matemático y astrónomo está reconocido como uno de los padres del método científico a través de la observación y experimentación.
• Blaise Pascal: Matemático y físico francés, además de uno de los precursores de la filosofía moderna. El Principio de Pascal, el Teorema de Pascal, el Triangulo de Pascal o la Pascalina son algunas de sus obras teóricas.
• Robert Hooke: Científico experimental en medicina, biología, cronometría o física. Entre sus logros destacan la ley de elasticidad de Hooke y su obra Micrographia.
• Benjamin Franklin: Inventó el pararrayos y además formuló conceptos como la electricidad positiva y negativa.
• Alessandro Volta: Su gran aportación fue el desarrollo de la pila eléctrica. El voltio, fuerza electromotriz del Sistema Internacional de Unidades, debe su nombre a este físico italiano.
• George Ohm: Físico y matemático conocido por su teoría de las corrientes eléctricas (Ley de Ohm).

Física Moderna: Revolucionando la Comprensión del Universo

La física moderna se refiere a concepciones post-newtonianas de la física, iniciadas a inicios del siglo XX.

La teoría cuántica y la teoría de la relatividad de Einstein forman la base de la física moderna.

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Ramas Clave de la Física Moderna

Rama de la Física	Descripción
Cosmología	La cosmología estudia el universo en el sentido de su origen, evolución y destino final. Aunque todo se basa en teorías, la cosmología es una rama importante de la física moderna.
Mecánica Cuántica	También conocida como teoría cuántica, es una rama de la física moderna que describe la naturaleza de escalas muy pequeñas de nivel atómico y subatómico. Fue desarrollada por Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg, Paul Dirac, y otros alrededor de 1925-1926.
Relatividad	Albert Einstein revolucionó los fundamentos de la física con la introducción de su Teoría de la Relatividad Especial en 1905 y su Teoría de General de la Relatividad en 1915. En esta última mostró que la Ley de Gravitación de Newton también era aproximadamente correcta y se rompió en presencia de campos gravitacionales muy fuertes.
Física Atómica	La física atómica es la rama de la ciencia o el estudio científico de la estructura del átomo, sus estados energéticos y sus interacciones con otras partículas y con campos eléctricos y magnéticos.
Física Nuclear	La física nuclear se encarga del estudio de las propiedades y el comportamiento de los núcleos atómicos, o en otras palabras, estudia a los protones y neutrones en el centro de un átomo y las interacciones que los mantienen unidos.
Física Molecular	Estudia las propiedades físicas de las moléculas y de los enlaces químicos entre los átomos.

Pioneras y Figuras Femeninas en la Física Moderna

Hemos decidido empezar este artículo enumerando a las físicas más famosas, ya que son muchas menos en comparación con los hombres en cualquier campo de la ciencia, y sobre todo en la física.

La lista de mujeres en física es muy corta por más de una razón. Aun así, están aquellas pioneras que abrieron caminos en todas las disciplinas, incluida Marie Curie, que no se detuvo ante nada en su búsqueda de conocimiento. Le concedemos el honor de encabezar nuestra lista de las físicas más importantes.

• Marie Curie: Fue la primera mujer galardonada con un Premio Nobel y la única mujer que ha recibido dos veces este codiciado premio. Su primer Nobel, otorgado conjuntamente a su esposo y Henri Becquerel en 1903, fue por la investigación de fenómenos de radiación. Incluso hoy en día, Marie Curie es conocida por ser una de las mentes científicas más importantes de todos los tiempos.
• Amalie Emmy Noether: Principalmente conocida como matemática, Amalie Emmy Noether hizo contribuciones importantes al campo de la física teórica. El teorema de Noether explica la conexión entre la simetría y las leyes de conservación.
• Chien Shiung Wu: Apodada la Marie Curie china, la Primera Dama de la Física y la Reina de la Investigación Nuclear, los trabajos de Chien Shiung Wu incluyen la separación de uranio por difusión gaseosa y el Proyecto Manhattan. Es más conocida por el Experimento Wu, que contradecía la conservación de las leyes de paridad.
• Maria Goeppert Mayer: Siendo la segunda mujer en ganar un Nobel, la física teórica Maria Mayer es conocida por el modelo de capas nuclear del núcleo atómico.
• Lise Meitner: Es igualmente famosa por ayudar a descubrir la fisión nuclear como por haber sido rechazada por el comité del Nobel, que solo le otorgó el premio a su colaborador por su descubrimiento conjunto.

Estas mentes brillantes establecieron un estándar que otras mujeres físicas de hoy en día siguen con entusiasmo.

Físicas Actuales Importantes

• Jocelyn Bell Burnell: astrofísica, la primera persona en observar los púlsares.
• Sandra Faber: astrofísica, estudios pioneros en la evolución de las galaxias.
• Fabiola Gianotti: física de partículas, Directora General del CERN.
• Joan Feynman: astrofísica, estudio de las partículas y los campos del viento solar; también descubrió el origen de las auroras.
• Lene Hau: física cuántica, disminución la velocidad y, en última instancia, detención de un haz de luz.

Grandes Figuras Masculinas de la Física Moderna

Como la disciplina es abrumadoramente masculina, es mucho más difícil seleccionar logros significativos que destacar en este artículo, porque cada contribución es significativa.

• Albert Einstein: Presentó en Berna con apenas 26 años la teoría de la relatividad espacial. Revolucionó los fundamentos de la física con la introducción de su Teoría de la Relatividad Especial en 1905 y su Teoría General de la Relatividad en 1915.
• Niels Bohr: Aportó información fundamental para comprender la estructura del átomo y la teoría cuántica, pero fue el principio de complementariedad lo que le dio la notoriedad. Hoy, el Instituto Nils Bohr de Copenhague fomenta el estudio en biofísica, física de partículas, mecánica cuántica y nanotecnología, entre otras disciplinas.
• Max Planck: Ganó el Premio Nobel de Física en 1918 por su afirmación de la teoría cuántica de campos. Hoy, hay nada menos que 83 instituciones científicas que llevan su nombre y en las que se investigan una gran variedad de disciplinas.
• Paul Dirac: Llamó rápidamente la atención de la comunidad física por su trabajo sobre los fundamentos de la mecánica cuántica y la electrodinámica cuántica. Sin embargo, es más conocido por la Ecuación de Dirac, con la que se podía comprender el comportamiento del fermión y, aunque aún no se había postulado, la existencia de la antimateria.
• Richard Feynman: Fue pionero en el campo de la computación cuántica e introdujo el concepto de nanotecnología. Junto con otros, Richard trabajó en el Proyecto Manhattan.
• Enrico Fermi: Estaba igual de familiarizado con la física teórica que con la física experimental. Fermi es hoy conocido como el arquitecto de la era nuclear y el arquitecto de la bomba atómica. Su contribución fue vital para la construcción de las bombas atómicas que pusieron fin a la Segunda Guerra Mundial.
• Edwin Hubble: Fue un astrónomo americano muy conocido por descubrir que el universo se expande, además de dar un estimado de su tamaño y edad.
• Willem de Sitter: Matemático, físico y astrónomo holandés, especialista en cosmología y especialmente en todo lo relacionado al planeta Júpiter.
• Aleksandr Fridman: Matemático y meteorólogo ruso, destacado en cosmología relativista que es el estudio de la evolución de nuestro universo en expansión.
• Peter Higgs: Físico teórico, reconocido por las partículas subatómicas. El bosón de Higgs lleva su nombre.

La combinación de intelecto y un sentido de la ética inquebrantable es lo que nuestra comunidad científica necesita más que nada en la actualidad. Afortunadamente, la encontramos en estos físicos actuales:

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Físicos Actuales Destacados

• Edward Witten: físico teórico, investiga la teoría de cuerdas, la teoría cuántica y otras áreas de la física matemática.
• Steven Weinberg: físico teórico, estudio de la unión de la fuerza débil y el electromagnetismo.
• Roger Penrose: físico matemático, reconocimiento por explorar el vínculo entre la física y la conciencia.
• Alan Guth: físico teórico y cosmólogo, pionero de la teoría de la inflación cósmica.

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