La belleza de la física

Qué fascinante es comprender el hecho de que las realidades físicas del universo pueden encajar en diminutas relaciones matemáticas tan puras y abstractas en sus formas. La física es la ciencia que describe el mundo que nos rodea de la manera matemática más comprensible con la observación, el análisis y la experimentación adecuados. 

Desde los antiguos griegos y babilonios hasta el Gran Colisionador de Hadrones, hemos recorrido un largo camino tratando de descubrir más y más sobre cómo funcionan las cosas. Desde observar estrellas y galaxias a través de lentes antiguos hasta capturar imágenes de agujeros negros, hemos recorrido un largo camino, desde pensar que la Tierra es el centro del universo y que no hay otros mundos allá afuera hasta observar y descubrir galaxias distantes a través de telescopio espacial james webb,

“La física teórica es la rama de entretenimiento de la física”.

– Khalid Masud

¿Qué es lo más bonito de la Física?

Considere este ejemplo, el núcleo del sol produce una enorme cantidad de energía cada segundo, la misma energía que es responsable de la preparación de alimentos en las plantas verdes mediante el proceso de fotosíntesis, la misma energía que hace que el viento sople de un lugar a otro, la misma energía que es responsable de la generación de electricidad en nuestro planeta. 

La energía se produce debido a una reacción de fusión termonuclear en el núcleo del sol. ¿Cómo ocurre la reacción? La reacción ocurre debido a la fusión de átomos de hidrógeno para formar un núcleo de helio. ¿Cómo se puede producir una cantidad tan grande de energía con una reacción química tan simple? Para responder a esta pregunta, intentemos entender una ecuación matemática simple pero hermosa E=mc², donde m es la masa y c es la velocidad de la luz en el vacío. 

Esta relación simple pero elegante explica la propiedad interconvertible de la materia y la energía. Piense en el dispositivo que está utilizando para leer este artículo, para fabricar este dispositivo, la fábrica requirió una cierta cantidad de energía eléctrica. El aire acondicionado que se encuentra en su habitación funciona con la ayuda de la electricidad. Si vive en un país como Nepal, esa energía eléctrica proviene de una central hidroeléctrica que convierte constantemente la energía mecánica de un río que fluye en energía eléctrica con la ayuda de un generador.

Si vive en un país como Japón, probablemente obtenga la energía eléctrica de una planta de energía nuclear que genera una gran cantidad de energía térmica y produce suficiente vapor para rotar y cambiar el campo magnético de la bobina en el generador. 

Pero, ¿cómo funciona exactamente un generador? El generador funciona produciendo una fuerza electromotriz (emf) generada por el cambio en el campo magnético alrededor de un conductor eléctrico, lo que significa que cada vez que trae un cambio en un campo magnético cerca de un conductor o viceversa, se produce energía. 

Esta idea simple pero elegante es responsable de la mayoría de las tecnologías modernas. Estos campos eléctricos y magnéticos se producen a partir de la distribución de cargas y corrientes eléctricas. James Maxwell proporcionó un conjunto de ecuaciones diferenciales parciales que describen cómo funcionan realmente estas energías y campos. Este conjunto de ecuaciones es fundamental para nuestra comprensión de una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza: lafuerza electromagnética .

Su teléfono celular está integrado con una tecnología llamada sistema de posicionamiento global o GPS con la ayuda de la cual puede rastrear su ubicación y la de cualquier persona en cualquier parte del mundo. La tecnología se basa aproximadamente en la teoría de la relatividad general de Einstein . La teoría se describe mediante un conjunto de ecuaciones de campo ideadas por una de las mentes más brillantes de todos los tiempos, Albert Einstein, entre 1905 y 1915. Las soluciones de estas ecuaciones predicen la existencia de agujeros negros que han sido observados y capturados utilizando muchos telescopios sofisticados. de todo el mundo.

Puedo dar miles de ejemplos de cómo las ecuaciones juegan un papel importante en la transformación de nuestra forma de entender el mundo y el universo que nos rodea. Esta es la mejor herramienta que utilizan los físicos para proponer una idea cuya validez se prueba mediante la realización y el análisis de experimentos asociados. 

Creo que la idea de que los fenómenos aparentemente complicados asociados con las realidades físicas del universo pueden explicarse mediante ecuaciones matemáticas abstractas es lo más hermoso de la física.

Artículo por Lab Soleado.

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