¿Cuáles son las preguntas más interesantes en física?

Permítanme comenzar con una cita sobre la historia de la investigación científica:
“La historia muestra claramente que los avances de la ciencia siempre han sido frustrados por las influencias tiránicas de ciertas nociones preconcebidas que se convirtieron en dogmas inexpugnables. Solo por esa razón, todos los científicos serios deben realizar periódicamente un profundo reexamen de sus principios básicos “.
—Louis de Broglie Nuevas perspectivas en libros básicos de física, Nueva York, 1962

Actualmente, para aquellos que están investigando diferentes vías de discusión científica, hay muchas preguntas interesantes en física; Sin embargo, es un tema delicado por muchas razones.

Para mí, la pregunta más interesante en física en este momento es si la mayoría de la física está resuelta o no. Muchos investigadores han argumentado, y han sido rechazados por la comunidad científica, que el modelo estándar de cosmología tiene fallas terminales. Halton Arp, el protegido de Edwin Hubble, argumentó que el desplazamiento al rojo es intrínseco como una propiedad de las estrellas y galaxias en el espacio. Su trabajo y el de sus seguidores muestran evidencia de que se puede ver un rastro visible de plasma que conecta los cuásares con su galaxia madre. Utilizo la palabra padre aquí porque Arp argumentó con bastante éxito que los cuásares se expulsan del centro de las galaxias y no se forman por otros medios externos. También mostró que los cuásares se agrupan alrededor de su galaxia madre en trayectorias predecibles. Más adelante en su vida, él y sus partidarios encontraron una solución para las ecuaciones de campo de Einstein que admitían una geometría euclidiana de espacio plano y no un espacio curvo, lo que socava un inquilino central de la teoría de la relatividad. Su trabajo apoya lo que se conoce como la Cosmología del Estado Estacionario en oposición a la Cosmología del universo en expansión Big Bang.

Cuando ofreció por primera vez su evidencia a la comunidad científica, se le prohibió rápidamente usar instalaciones de equipos importantes, hablar o publicar en conferencias y publicaciones científicas, y su carrera como posiblemente el mejor astrónomo observacional del mundo llegó a su fin. Debido a esto, es aclamado como el Galileo moderno por producir evidencia empírica, con el uso de un telescopio, de que la teoría del modelo estándar de cosmología está funcionando a partir de suposiciones defectuosas basadas en teorías matemáticas inventadas sin suficiente evidencia empírica para respaldarlas. El geocentrismo ptolemaico fue cambiado por las observaciones de Galileo. Se centró en la suposición de que la Tierra era el centro del universo, todos los planetas eran esferas perfectas y giraban alrededor de la Tierra en órbitas perfectamente circulares, y que se empleó una serie de epiciclos complicados pero matemáticamente hermosos para corregir las fallas entre la observación y teoría. Galileo mostró que la luna y los planetas no eran esferas perfectas y estaban cubiertos de deformaciones complejas de sus superficies, y que el sol era el centro del sistema solar, entre otras observaciones realizadas con su telescopio.

En el caso de Arp, es la cosmología del Big Bang la que está siendo desafiada. Aquí la evidencia apunta a que George Lamaitre reconstruyó una teoría basada casi exclusivamente en experimentos de pensamiento que unieron su creencia en la representación fáctica de la historia propuesta en Génesis y otras tradiciones religiosas con su entrenamiento en física del MIT. Sir Arthur Eddington lo aclamó como una teoría matemática y conceptualmente hermosa y desde allí se convirtió en uno de los pilares centrales de la cosmología moderna. El nivel de evidencia empírica detrás de la creación de la teoría es cuestionable, especialmente teniendo en cuenta la cantidad de veces que no ha podido predecir con precisión los datos recopilados empíricamente.

Como Halton Arp, Anthony Peratt y muchos otros físicos / astrofísicos de plasma han señalado, la teoría del Big Bang no ha podido predecir los fenómenos observados en el espacio. Se preguntan por qué los libros de texto no mencionan las múltiples fallas y redacciones de la teoría existente y los ajustes continuos de las matemáticas para que coincidan con la nueva evidencia, todo sin ninguna justificación o evidencia empírica. Más allá del ejemplo de Arp y su evidencia de un cambio rojo intrínseco que desafía la cosmología del Big Bang, existe la estimación de la temperatura Kelvin de 50 grados presentada por los cosmólogos del Big Bang que se anuló cuando se demostró que las lecturas de temperatura en realidad eran de 3 grados Kelvin. Eso es incorrecto en varios órdenes de magnitud de densidad de energía, una falla importante de la teoría para predecir observaciones posteriores,

Estas no son las únicas áreas de la ciencia moderna que se enfrentan en los círculos académicos y en el ámbito público. La física newtoniana está siendo desafiada con argumentos de que incluso el mismo Newton predijo que algún día se podría demostrar que la gravedad tiene una causa electromagnética y que sus teorías eran, en el mejor de los casos, estimaciones. Rupert Sheldrake ha escrito un libro llamado “The Science Delusion” en el que analiza su evidencia de la gravedad variable y no una gravedad constante newtoniana. Curiosamente, Sheldrake acepta la teoría del Big Bang no en ninguna evidencia científica real, sino porque encaja perfectamente con su comprensión del Génesis y el cristianismo (que es precisamente como parece que nació la teoría). Entonces, incluso un hombre que cuestiona el dogmatismo en la ciencia puede haber sido víctima del dogmatismo mismo.

Casi toda la mecánica cuántica, especialmente la teoría de cuerdas, está siendo cuestionada. Los opositores a este modelo afirman que ni siquiera está mal, ya que solo existe en un universo matemático que se confirma a sí mismo y que no tiene correlaciones físicas definibles en absoluto. No es más que experimentos de pensamiento inventivos idealizados con las matemáticas y luego confirmados en gran medida con simulaciones por computadora y más matemáticas. No solo eso, sino que todos los experimentos que afirman confirmar la teoría cuántica se realizan utilizando principios y tecnología electromagnética, lo que sugiere que lo que realmente se está explorando es algo más cercano a los principios eléctricos de los ingenieros eléctricos del siglo XIX, los experimentadores eléctricos y los teóricos eléctricos y no Quantum Teoría. Uno de los mayores opositores empíricos a la teoría y la relatividad cuánticas es Eric Dollard, quien pasó su vida volviendo sobre el trabajo de Tesla y JJ Thomson y muchos otros pioneros de la teoría eléctrica para reconstruir su equipo y descubrir si realmente funcionó como se afirma. Ha producido varios videos y algunos libros muy interesantes y otras publicaciones que discuten otras formas de transmisión eléctrica como la transmisión longitudinal que se propaga a 1.57 veces la velocidad de la luz, las corrientes de impulso de Tesla, una explicación de la electricidad en 4 fases en lugar de la fase 3 conceptualización que se enseña en ingeniería eléctrica ahora, y muchos otros temas que se investigan mejor a través de su trabajo.

En conclusión, diría que la pregunta más interesante en física hoy en día es si la educación y exploración científica moderna ha vuelto a una aceptación dogmática de experimentos de pensamiento puramente matemáticos, esencialmente revisado el Geocentrismo Ptolemaico, y dejó de ser el estudio empírico dedicado de fenómenos verificables por observación.

Como Louis Essen, inventor del reloj atómico discutió con respecto a sus desafíos de la relatividad de Einstein, “” Nadie ha intentado refutar mis argumentos, pero me advirtieron que si persistía, probablemente estropearía las perspectivas de mi carrera … la continuación La aceptación y enseñanza de la relatividad dificulta el desarrollo de una extensión racional de la teoría electromagnética “. – Louis Essen FRS, “Relatividad y señales de tiempo”, Wireless World, oct78, p44. ‘Se les dice a los estudiantes que la teoría debe ser aceptada aunque no pueden esperar entenderla. Se les alienta justo al comienzo de sus carreras a abandonar la ciencia en favor del dogma ”.

Aquí hay un documental sobre esta discusión de las similitudes entre Big Bang Cosmology y Ptolemaic Geocentrism para aquellos que estén interesados.

Para una presentación de Halton Arp sobre su cambio rojo intrínseco

Una teoría exitosa de la gravedad cuántica se considera el Santo Grial de la física. Eso sí, las mentes más brillantes de la tierra han estado trabajando en esto durante unos 40 años sin éxito real, así que buena suerte si decides dedicar tu tiempo a ese tema.

Es probable que cualquier investigación sobre ondas gravitacionales también sea interesante, ya que es un campo muy joven que promete ser cada vez más importante, en astronomía, astrofísica y cosmología.

La física del Agujero Negro también es un tema candente, muy posiblemente relacionado con el primer tema de la teoría de la gravedad cuántica.

Luego están las preguntas de “interpretación”. Tenemos algunas teorías bien probadas, pero qué implicaciones no podemos comprender con nuestras mentes humanas. Por supuesto, no tenemos una razón objetiva para esperar que los humanos podamos comprender el “significado” de nuestros hallazgos teóricos, pero de alguna manera siempre existe la esperanza de que si pudiéramos encontrar la descripción teórica matemática, también deberíamos ser capaz de “entender lo que significa”. Dos ejemplos:

  1. El significado físico de la velocidad de la luz. La relatividad especial está muy bien probada e implica que para cualquier entidad que se mueva a la velocidad de la luz, la extensión espacial en la dirección de su movimiento no existe y el tiempo no transcurre. Lo sabemos desde hace más de un siglo, pero ¿qué significa eso realmente? Para un fotón CMB, ¿el origen del universo y su final son simultáneos? ¿El futuro “ya existe”? ¿Qué es realmente el tiempo, es objetivo o subjetivo?
  2. El problema de la medición en física cuántica. Tenemos una teoría cuántica maravillosamente probada, pero describe solo un mundo de probabilidades. Nunca podemos observar un mundo así, lo que observamos es un mundo de eventos reales. ¿Cómo y por qué el mundo de probabilidades descrito por la teoría cuántica se convierte en un mundo de eventos reales? ¿Es nuestra voluntad de eventos reales la única real después de un proceso de descomposición desconocido? ¿O existen realmente todos los mundos descritos por la teoría de las probabilidades, y acabamos de habitar uno de ellos?

¿Qué es lo que sostiene al Universo tal como es ahora? Si se está expandiendo, ¿por qué se está expandiendo? ¿Cuál es la velocidad de expansión del universo? ¿Qué fuerzas están contribuyendo a esta expansión? ¿Dejará de expandirse en algún momento? Si será, ¿cuál será la razón? ¿Qué pasará después de que deje de expandirse? Si se contraerá, ¿cuál será el motivo?

Estas preguntas son de interés fundamental para la Física y la comunidad en general en mi opinión.

Parece que te interesarían más los ejercicios que las preguntas de investigación. Qué tal si:

Calcule el radio y la masa de un agujero negro con una temperatura de Hawking igual a la temperatura de la radiación cósmica de fondo, 2.7K. Comparar con objetos conocidos. ¿Está este agujero negro en equilibrio con el espacio que lo rodea? ¿Por qué o por qué no?

Todo el mundo tendrá una respuesta diferente a esto, espero. Para mí, la pregunta más interesante es cómo se combina el espacio-tiempo: si el espacio-tiempo es una tela, ¿cuál es la “puntada”? La gente tiene muchas ideas sobre la espuma cuántica, etc.

Otro gran candidato (y muy posiblemente relacionado) es cómo entender e interpretar la mecánica cuántica. Algunos consideran que esto no es un problema, otros lo consideran una filosofía “justa”, y algunos de nosotros creemos que la física importante está oculta en algún lugar del desorden conceptual.

En física aplicada, una pregunta apremiante es: “¿por qué la fusión controlada es tan dura y cómo podemos finalmente hacer que funcione, en lugar de abordar la viabilidad de manera asintótica?”

¿La materia está realmente hecha de quarks? Si es así, ¿por qué no podemos aislarlos?

¿La materia está hecha de electrones y positrones como partículas de materia sin antimateria? De esa manera no habría necesidad de una asimetría de materia-antimateria.

¿Por qué el neutrón es estable en el núcleo y por qué es indistinguible del protón cuando tienen estructuras de quark completamente diferentes?

¿Podemos construir un colisionador fotón-fotón para demostrar la teoría de Breit-Wheeler de que cuando los fotones colisionan, se unen y se dividen en pares electrón-positrón? Esto ya ha sido propuesto por el Imperial College de Londres, por lo que hay un precedente para ello.

¿Nos equivocamos al unificar todas las fuerzas en una teoría de campo unificada de todo cuando una de ellas podría ser todo lo que necesitamos?

De acuerdo, una cosa realmente interesante en la que pensar es cómo es que no podemos cargar los teléfonos de la radiación de microondas de la Tierra que emite, cuando la tecnología ha existido durante más de dos décadas.

La carga inalámbrica se puede implementar fácilmente en nuestros dispositivos celulares. Este proceso es más que solo teóricamente capaz, es muy real, pero inevitablemente conduciría a una fuente gratuita de carga y, en adelante, energía libre, y entonces no obtendría ningún beneficio.

El proceso que emprenderíamos comenzaría con el efecto piezoeléctrico con los chips que ya están en nuestros teléfonos inteligentes. Entonces, cuando te preguntas qué WIMAXX ESTÁ EN TU TELÉFONO ES SU COMUNICACIÓN DE TELÉFONO usando microondas, pero ¿con qué y con quién?

Solo recuerde que puede cargar la radiación de microondas de la Tierra de forma gratuita. Hoy, el internet 802.11 en comparación con el estándar WIMAXX de 802.16 básicamente está completamente libre de cables.

Entonces, ¿por qué no hemos aprovechado una fuente de energía libre todavía? ¿Es la verdadera pregunta?

Sin embargo, ¿quién mató al auto eltric en la década de 1980?

¿Cuáles son las preguntas más interesantes en física?

Preguntas sobre luz, energía, gravedad, mecánica cuántica, …

Quiero resolver problemas en física.

Una teoría de la gravedad cuántica es más o menos el santo grial de la física.

Encuéntralo y esta será la nueva lista de grandes mentes que descifraron la gravedad:

Isaac Newton, Albert Einstein, su nombre aquí


De qué se trata la situación actual

Hay cuatro fuerzas

  • gravedad
  • electromagnetismo
  • fuerza nuclear fuerte
  • fuerza nuclear débil

Puedes describir las últimas tres usando teorías cuánticas. Pero la gravedad es fundamentalmente diferente.

Newton descubrió que la gravedad era una ley de atracción del cuadrado inverso entre masas.

Einstein lo refinó con sus ecuaciones de campo: la presencia de masas curva el espacio-tiempo y el movimiento de partículas a través de este espacio-tiempo es casi como la ley del cuadrado inverso de Newton. En condiciones extremas da resultados diferentes, que se han observado y confirmado la teoría de Einsteins.

Los físicos saben que cuando estas condiciones extremas suceden en escalas muy pequeñas, debemos tener en cuenta la mecánica cuántica.

Pero nadie resolvió el enigma de cómo hacerlo. Muchos piensan que la solución vendrá de la teoría de cuerdas, pero hasta que ocurra nadie lo sabe.