Tipos de física moderna
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Galileo Galilei fue pionero en el método científico experimental y el primero en utilizar un telescopio refractor para realizar importantes descubrimientos astronómicos. A menudo se le conoce como el “padre de la astronomía moderna” y el “padre de la física moderna”. Albert Einstein llamó a Galileo el “padre de la ciencia moderna”.
Galileo Galilei nació el 15 de febrero de 1564 en Pisa, Italia, pero vivió en Florencia la mayor parte de su infancia. Su padre era Vincenzo Galilei, un consumado matemático y músico florentino. Galileo estudió medicina en la Universidad de Pisa de 1581 a 1585, pero lo dejó sin licenciarse y regresó a Florencia para dar clases de matemáticas. Volvió a la Universidad de Pisa en 1589 y se trasladó a la Universidad de Padua en 1592 para enseñar geometría, mecánica y astronomía.
Al principio de su carrera, Galileo enseñaba la teoría astronómica aceptada de la época: que el Sol, las estrellas y todos los planetas giraban alrededor de la Tierra. Éste era el modelo geocéntrico del Universo, venerado como dogma desde Ptolomeo y Aristóteles más de mil años antes. Mientras estaba en la Universidad de Padua, Galileo conoció la teoría de Nicolás Copérnico (publicada en 1543) de que la Tierra y todos los demás planetas giraban alrededor del Sol. Pronto las observaciones de Galileo con el recién inventado telescopio le convencieron de la veracidad de la teoría heliocéntrica de Copérnico.
Qué es la física moderna
La aparición y el desarrollo de la física moderna supusieron un gran salto en la historia de la humanidad. Esto se debe a que las principales teorías de la física moderna reconfiguraron nuestra percepción del universo y provocaron una increíble revolución científica.
La física moderna es una rama de la física que incluye los conceptos post-newtonianos en el mundo de la física. Se basa en los dos principales avances del siglo XX: la relatividad y la teoría cuántica.
El término física moderna significa física actualizada. Este término se refiere al avance que se produjo después de las leyes de Newton, las ecuaciones de Maxwell y la termodinámica, estas leyes que se conocen como física “clásica”.
Por tanto, la física moderna puede considerarse el paso más reciente en la historia de la física. Esta historia tiene sus raíces en la antigua Grecia, la antigua India, la antigua China, el mundo islámico y la Europa medieval. Luego vino la revolución científica que se basa en las ideas de Nicolás Copérnico, Galileo Galilei, René Descartes, Isaac Newton y otros.
Antes del período arcaico de la historia de Grecia, la gente explicaba todos los fenómenos naturales con explicaciones sobrenaturales, religiosas o mitológicas. Esta era la mentalidad imperante hasta que fue cambiada por Tales de Mileto.
Línea de tiempo de la historia de la física moderna
La física clásica de Newton y su ontología subyacente están cargadas de varias hipótesis metafísicas que no pueden ser justificadas por el razonamiento racional ni por la evidencia experimental. Además, es bien sabido que algunas de estas hipótesis no están contenidas en las grandes teorías de la Física Moderna, como la teoría de la Relatividad Especial y la Mecánica Cuántica. Este libro muestra que, sobre la base de la física clásica de Newton y mediante una reconstrucción racional, la teoría de la Relatividad Especial, así como la Mecánica Cuántica, pueden obtenerse eliminando o atenuando parcialmente las hipótesis metafísicas. Además, se demuestra que estas reconstrucciones no requieren hipótesis adicionales ni nuevos resultados experimentales. En la segunda edición se completan las reconstrucciones racionales con respecto a la Relatividad General y la Cosmología. Además, la estadística de los objetos cuánticos se elabora con más detalle con respecto a la reconstrucción racional de la mecánica cuántica. El nuevo material completa el enfoque del libro tanto como es posible en el estado actual de los conocimientos. Presumiblemente, la aportación más importante que se añade a la segunda edición se refiere al problema de la interpretación de las tres grandes teorías de la Física Moderna. Se muestra en detalle que, a la luz de las reconstrucciones racionales, incluso las interpretaciones realistas de las tres teorías de la Física Moderna son posibles y pueden lograrse fácilmente.
La física clásica frente a la física moderna
Y luego estaba la teoría general de la relatividad, que explicaba la gravedad convirtiendo el espacio -en realidad, el espacio-tiempo de cuatro dimensiones- en algo curvo, ¡y con geometría variable! Enseguida se vio que, en comparación con la gravitación universal de Newton, la nueva teoría de Einstein facilitaba mucho la comprensión de los fenómenos perceptibles en el sistema solar (resolvía, por ejemplo, una anomalía centenaria en el movimiento del perihelio de Mercurio). Por si fuera poco, el propio Einstein (1917) tuvo la osadía intelectual de aplicar su teoría general de la relatividad al conjunto del Universo, creando así la cosmología como un campo auténticamente científico y predictivo. Si bien es cierto que el modelo que Einstein propuso entonces, en el que el Universo es estático, no sobrevivió finalmente; lo que importa es que abrió las puertas a un enfoque científico del Universo, lo que lo convierte en un acontecimiento casi sin precedentes en la historia de la ciencia.1
Todos estos modelos surgieron a partir de soluciones de ecuaciones cosmológicas; es decir, abordaron posibilidades teóricas. La cuestión de cómo es realmente el Universo -¿estático? en expansión? – aún no se había dilucidado, y para ello, la única prueba aceptable tenía que venir de la observación.