¿Cuáles son algunos problemas matemáticos no resueltos que pueden resolver problemas en física?

A2A: No lo se. Pero sí sé que la física está lejos de haber utilizado todos los problemas resueltos. Encontrar una nueva forma de avanzar en la física a través de las matemáticas no es tan difícil que requeriría nuevos teoremas.

Además, los problemas no resueltos son en gran medida conjeturas que se sospechan verdaderas pero que no se han comprobado. Los físicos no dudan en usar tales conjeturas, en caso de que conduzcan a una nueva visión. Creo que esto describe muy bien lo que está sucediendo ahora con las teorías de cuerdas.

Si realmente quieres probar (o refutar) una conjetura que ayudaría a avanzar en la física, mira las conjeturas hechas por los teóricos de cuerdas. Un primer curso de teoría de cuerdas, de Barton Zwiebach, tuvo una buena crítica en Physics Today. (Basado en esa revisión, lo he estado leyendo para tratar de manejar las teorías de cuerdas. Hasta ahora he descuidado ese tema, ya que no lo tomé muy en serio.) Pruebas o refutaciones de las conjeturas matemáticas hechas por cuerda los teóricos podrían hacer o deshacer (respectivamente) la teoría de cuerdas.

Formalizar la simetría de espejo en la teoría de cuerdas es un programa de investigación actual bastante popular en geometría y física matemática. Tener una matemática rigurosa para respaldar la idea física podría permitirnos entenderla y, por extensión, mejorar la teoría de cuerdas.

Dos problemas del Premio del Milenio son básicamente problemas de física matemática. Existe el problema de la brecha de masa de Yangs-Mills, que pide una formalización matemática adecuada de la teoría cuántica de Yangs-Mills, y también existe el problema de existencia y suavidad de Navier-Stokes. Nuevamente, no estoy proponiendo que uno de estos se resuelva de inmediato resuelve algunas hipótesis muy importantes en física, sino que podrían darnos una mejor comprensión de la física y así resolver problemas no resueltos. También existe el problema P = NP en la informática teórica, que pregunta si P es equivalente o no a NP; la respuesta a esto es casi seguro que no, pero si fuera cierto, es razonable esperar cambios importantes en la informática, lo que a su vez podría ayudar a resolver problemas de física.