Spieghiamo cos'è la fisica moderna, i suoi obiettivi e come si differenzia dalla fisica classica. Inoltre, quali sono i suoi rami.
Cos'è la fisica moderna?
In campo scientifico si parla di fisico moderno per riferirsi agli studi contemporanei sulle leggi fondamentali del universo, che prendono come punto di partenza la formulazione, alla fine dell'Ottocento e all'inizio del Novecento, di due teorie rivoluzionarie in materia:
- La teoria quantistica di Max Planck del 1900.
- Il teoria della relatività di Albert Einstein del 1905.
A questo si aggiunge spesso la relazione di incertezza di Heisenberg del 1927. In ogni caso, tutti i precedenti studi di fisica sono conosciuti come fisica classica.
Tuttavia, questa differenza non è solo storica, come potrebbe sembrare. Da un lato, la fisica moderna differisce dalla fisica classica per la nozione di "quanto d'azione" (Wirkungsquantum) proposto da Planck, che lo ha proposto come livello di Energia minimo possibile.
Cioè, secondo questo approccio moderno, l'energia nell'universo potrebbe essere divisa in unità minime e indivisibili (ciascuna chiamata "quantum" o quantistico), mentre nella fisica classica l'energia era continua e indivisibile.
D'altra parte, la fisica moderna ha sostituito l'idea di una fisica deterministica, in cui tutti i fenomeni dell'universo potrebbero essere descritti come il risultato di una causa e un effetto, da una fisica dell'indeterminazione e dell'imprecisione. Pertanto, la fisica moderna di solito parla delle probabilità di accadimento di un fenomeno, poiché si occupa delle leggi misteriose che lo governano Materia ed energia.
Quest'ultimo è dovuto al fatto che la fisica classica ha ampiamente studiato situazioni che i sensi umani potevano abbracciare, cioè situazioni da un punto di vista macroscopico.
Invece, la fisica moderna approfondisce regioni più complicate dell'universo, come la materia subatomica e il comportamento onda-particella dell'universo. importa, o il fenomeni fisici che si verificano a velocità della luce. In questi scenari le leggi classiche cessano di essere utili.
D'altra parte, una delle principali aspirazioni della fisica moderna è quella di raggiungere l'integrazione in un'unica teoria armonica di tutte le forze naturali conosciute: la gravità, il elettromagnetismo, le forze nucleari forti e le forze nucleari deboli.
Questa teoria unificatrice, che ancora non esiste, sarebbe conosciuta come la "teoria del tutto". Questa teoria servirebbe a comprendere sia le relazioni tra le minuscole particelle di materia, sia quelle tra il colossale stelle dell'universo.
Rami della fisica moderna
La fisica moderna è divisa in due rami principali, ognuno dei quali ha a sua volta sottocampi molto più specializzati.
- Il meccanica quantistica, dedicato allo studio di bilancia spaziali molto piccoli, come i sistemi atomici e subatomici, o la loro interazione con la radiazione elettromagnetica, sempre come fenomeni osservabili. Il suo principio fondamentale è che tutte le forme di energia vengono rilasciate in unità regolari dette "quanta". Tra le sue aree di interesse ci sono ad esempio la fisica nucleare, la fisica atomica o la fisica molecolare.
- Il teoria della relatività, dedicato allo studio della gravità, cioè degli eventi fisici sia nel tempo atmosferico come nello spazio, ma sempre relativo a un osservatore variabile. Ciò significa che il tempo e lo spazio non sono invariabili ma relativi, a differenza di quanto sosteneva la fisica classica.Questo sottocampo di studio si basa sulle due grandi teorie di Einstein: la Teoria della Relatività Speciale del 1905 e la Teoria della Relatività Generale del 1915. Il suo campo di applicazione è, principalmente, quello della cosmologia, cioè lo studio dell'universo nel suo insieme e su larga scala.