Historia de la física


Ana Zita
Ana Zita
Científica

La historia de la física es el conjunto de acontecimientos que llevaron al desarrollo de la ciencia que se dedica a comprender y explicar el funcionamiento del universo. Su conocimiento es valioso, pues nos muestra cómo todos los descubrimientos, teorías y leyes físicas fueron producto del trabajo meticuloso de miles de personas a lo largo de la historia de la humanidad. 

Además, nos permite comprender la forma en que los diferentes estudios, teorizaciones y descubrimientos evolucionaron con los años, abriendo nuevos caminos para que tengamos, de esta manera, un conocimiento más cabal del funcionamiento de nuestro universo.

Inicios de la física (siglos VI a. de C.-XVI d. de C.)

Ptolomeo modelo geocéntrico
Ilustración del modelo geocéntrico de Ptolomeo, donde la Tierra es el centro del universo.

Antes de la civilización griega, no se sabe si hubo algún interés en tratar de comprender o explicar la naturaleza, pues el propósito del conocimiento era más bien práctico: cómo sembrar y cazar, cómo construir y combatir a los enemigos, y qué plantas o remedios usar para aliviarse de algún dolor.

Primeros científicos griegos

Los griegos fueron los primeros en tratar de explicar el movimiento de las estrellas y planetas. Sería el principio de la astronomía. Tales de Mileto (624-547 a. de C.) fue el primer astrónomo y matemático griego, considerado por muchos el primer científico de la humanidad. 

Los griegos Pitágoras y Empédocles (492-430 a. de C.) también aportaron con sus conocimientos la base para el desarrollo de la física. Pero quizás el primer físico de la historia fue Anaxágoras (entre 500 y 430 a. de C.).

Primera teoría atómica

La contribución más importante de los griegos del siglo V a. de C. fue la teoría atómica, concebida por Leucipo y desarrollada luego por Demócrito de Abdera (nacido en 460 a. de C.). De acuerdo con Demócrito, si un pedazo de materia se dividía contínuamente, llegaría a un punto en que sería indivisible: el átomo.

Aristóteles: el primer científico influyente

Aristóteles es, sin duda, el griego que más se preocupó por la búsqueda del conocimiento en el siglo IV a. de C. Nacido en el 385 a. de C. en Estagira, Aristóteles creó su propia escuela en Atenas, el Liceo.

La orientación intelectual del Liceo era predominantemente científica. Aristóteles buscaba la explicación de los fenómenos basado en el mundo natural

Euclides y las matemáticas

Euclides (325-265 a. de C.) fue un gran matemático griego durante el auge de la cultura helénica. Los Elementos de geometría de Euclides sirvieron de base para los estudios de Isaac Newton. Esto nos muestra que la matématica y la física van siempre de la mano.

Arquímedes: una palanca para mover el mundo

De Arquímedes (287-212 a. de C.) sabemos que trabajó principalmente la estática y la hidrostática, además de astronomia y óptica. A él se le atribuye la frase “denme un punto de apoyo y moveré el mundo”.

Pteolomeo y el modelo geocéntrico

Ptolomeo (85-165 d. de C) fue un famoso astrónomo y filósofo egipcio del segundo siglo de la era cristiana. Su mayor contribución fue el modelo geocéntrico: la Tierra es el centro del sistema solar. Su sistema prevaleció por casi 1400 años.

Primera revolución de la física (siglos XVI-XVIII)

heliocentric system
En el sistema planetario heliocéntrico, la Tierra gira alrededor del Sol.

El Sol como centro del universo

Nicolas Copérnico (1473-1543) desafió la visión geocéntrica de Aristóteles y Ptolomeo al proponer el sistema planetario heliocéntrico. En este sistema, el sol es el centro alrededor del cual la Tierra y los otros planetas giran.

Johannes Kepler (1571-1630) propuso las tres leyes del movimiento planetario entre 1609 y 1618. En ellas establece que los planetas del sistema solar se mueven en órbitas elípticas. Kepler también contribuyó al estudio de la física de la óptica.

El trabajo de Copérnico y Kepler liberó a los astrónomos europeos del yugo aristotélico. Ahora el funcionamiento de los cielos podría ser explicado por las mismas leyes físicas de la Tierra. Y así llegó Galileo Galilei.

Galileo: el nacimiento de la física clásica

Para Galileo Galilei (1564-1642), el enfoque primordial de la física era su dependencia en las observaciones y las evidencias experimentales. Galilei mejoró la construcción del telescopio, con el que pudo ver las montañas de la Luna y los satélites de Júpiter. Además, apoyó con sus descubrimientos la teoría heliocéntrica de Copérnico.

Las leyes físicas de Newton

El hombre que revolucionó la física fue Isaac Newton (1642-1727). Famoso por la ley de gravitación universal, también enunció las leyes del movimiento. Entre otras contribuciones, Newton describió los fenómenos ópticos como la naturaleza y la descomposición de la luz y el color de los cuerpos. Además, desarrolló el cálculo diferencial e integral y construyó un telescopio de reflexión.

Nueva era de la física (siglos XVIII-XIX)

x-rays discovered
Wilhelm Röntgen descubrió en 1895 los rayos X.

Los grandes aportes a la física que siguieron a Newton fueron el descubrimiento del átomo y las leyes de los gases por John Dalton y la fundación de la fisicoquímica por Amedeo Avogadro. La acústica y la teoría del sonido (Jonh William Strutt 1842-1919) y los estudios de electricidad (Benjamin Franklin, 1706-1790) se desarrollaron en los siglos XVIII y XIX.

Energía y termodinámica

Al principio del siglo XIX, los términos energía y fuerza eran usados como sinónimos. Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholz (1821-1894) concibió el principio de conservación de la energía, luego llamada "primera ley de la termodinámica". La segunda ley de la termodinámica fue propuesta por Rudolf Clausius (1822-1888).

Ondas y partículas

Los trabajos de James Clerk Maxwell (1831-1879) unificaron los fenómenos de la electricidad, el magnetismo y la luz en un campo: el electromagnetismo.Fue Maxwell quien mostró por primera vez que la radiación electromagnética consta de ondas.

Radiaciones por doquier

En la última decada del siglo XIX fueron descubiertos los rayos X (Wilhelm Röntgen 1845-1923), y la radioactividad (Henri Becquerel 1852-1908, Marie Curie 1867-1934 y Pierre Curie 1859-1906).

Revolución cuántica (siglo XX)

La teoría del big bang es la explicación del origen del universo con más aceptación en la actualidad.

Relatividad

Albert Einstein (1879-1955) publicó su teoría general de la relatividad en 1916 revolucionando la vision del espacio, la materia, la energía y el tiempo de la era newtoniana. La teoría de la relatividad establece que la energía y la masa son equivalentes, como lo expresa la famosa ecuación E=mc2, en donde c es la velocidad de la luz.

La teoría del origen del universo

Georges Lemaître (1894-1966) quedó fascinado con la teoría de Einstein. Lemaître propuso en 1933 que el universo estaba en expansión luego de la explosión de un átomo primordial. Fue Edwin Powell Hubble (1889-1953) quien descubrió en 1929 que las galaxias externas a la Vía Láctea se alejaban.

Asi, La teoría del big bang mejorada por George Gamow (1904-1968) es la explicación del origen del universo más ampliamente aceptada entre los físicos hoy en dia.

Vea también Teoría del big bang.

Los cuantos y su mecánica

En 1901, Max Planck (1858-1947) propuso los cuantos energéticos, pequeños paquetes de onda, que vendrían a ser la base de la física cuántica.

Werner Karl Heisenberg (1901-1976), Erwin Schrödinger (1887-1961) y Paul Dirac (1902-1984) son considerados los creadores de la mecánica cuántica. La mecánica cuántica es, al día de hoy, la teoría que explica todos los fenómenos físicos.

Física nuclear (siglo XX)

Chicago pile 1
Representación del Chigago Pile-1, primer reactor nuclear del mundo.

El primer paso en la fisica nuclear fue dado por Ernest Rutherford (1871-1937). Al bombardear nitrógeno con cierto tipo de particulas, lo convirtió en oxígeno. Fue la primera transformación de un elemento en otro.

La energía del átomo

Cuando un átomo se descompone, se produce una reacción en cadena que libera energía. Este fenómeno explica la fuerza de una bomba atómica y el aprovechamiento energético en una estación de energía nuclear. El primer reactor nuclear en activarse fue Chicago Pile-1, en diciembre 1942, construido para producir plutonio como arma nuclear.

Fuerzas dentro del núcleo

La unión entre protones y neutrones en el núcleo del átomo fue descubierta por Hideki Yukawa (1907-1981). Yukawa propuso la fuerza nuclear fuerte como la fuerza que mantiene los protones comprimidos dentro del núcleo. Se descubren entonces los mesones que son partículas que se intercambian entre protones y neutrones.

Avances recientes de la física (1960-2012)

laser y cirugia
Las cirugías oculares con láser han revolucionado el tratamiento de problemas visuales.

El láser

La palabra láser proviene del inglés light amplification by stimulated emission of radiation (amplificación de la luz por emisión estimulada de radiación). El láser fue creado en 1957 por Charles Townes (1915-2015). Hoy en día el láser es ampliamente usado en lectores de DVD y CD, comunicaciones de fibra óptica y en cirugías.

El gran colisionador de hadrones

El gran colisionador de hadrones GCH (Large Hadron Collider) es el acelerador de partículas de alta energía más grande del mundo. El GCH fue construido por la Organización Europea para la Investigación Nuclear en la frontera de Francia y Suiza. Consiste de un túnel con una circunferencia de 27 kilómetros.

El GCH fue diseñado principalmente para producir choques entre rayos de protones. Los rayos viajan dentro del túnel circular guiados por imanes eléctricos de gran potencia. Con el GCH los físicos buscan analizar la partículas que se producen al chocar los rayos de protones.

Fue así como el 4 de julio del 2012 se detectó por primera vez la partícula de Higgs o el boson de Higgs. Este acontecimiento trajo a la luz una de las partículas fundamentales del modelo estándar de la física de partículas.

Ana Zita
Ana Zita
Graduada en bioanálisis en Universidad Central de Venezuela, con doctorado en bioquímica del Instituto Venezolano de Investigaciones Científicas. Investigadora con más de diez años de experiencia en instituciones y universidades, actualmente divide la redacción de contenidos educativos con la agricultura científica.