¿Cuál es el fenómeno más complicado en física?

Punto principal: Me gustaría hacer la distinción entre misterioso y complicado. La gravitación es ciertamente misteriosa e incluso difícil de entender completamente en la relatividad general, pero no es complicada . Las cosas misteriosas son contra-intuitivas y a menudo tardan mucho en comprender. Las cosas complicadas involucran muchos componentes esenciales que hacen que el tema sea difícil por su gran complejidad, no por ningún misterio individual.

Newton y Einstein necesitaban una ecuación para sus teorías de la gravitación. Comprender y calcular todas las predicciones de la teoría podría llevar mucho tiempo, pero la idea básica es relativamente simple. He estado estudiando física por un tiempo, y todavía hay muchos grandes misterios de gravitación para mí y ciertamente muchos problemas que no sé cómo calcular. Al menos puedo señalar las ecuaciones correctas y “agitar con la mano” una explicación.

El clima de la Tierra es un ejemplo común de un problema muy complicado, pero no diría que es misterioso. El clima se rige por la física clásica (principalmente) que los científicos hace cien años (o más) probablemente podrían entender. El problema es que la Tierra es enorme y hay tantos procesos competitivos en curso. La idea principal es que el Sol calienta la Tierra, y la Tierra alcanza un equilibrio al irradiar calor al espacio. Pero cuando lo estudias detenidamente, debes saber exactamente cómo responden los diferentes tipos de nubes a las ondas electromagnéticas en diferentes longitudes de onda o la reflectividad de los diferentes tipos de árboles, suelo y hielo. Además de eso, la atmósfera y los océanos son extremadamente no lineales, lo que significa que deben calcularse con computadoras en lugar de ser “resueltos” por algún teórico inteligente. Ninguna persona podría entender todo sobre el clima; Es demasiado complicado. [Nota: esta publicación no pretende de ninguna manera negar que entendemos el clima lo suficientemente bien como para hacer algunas suposiciones bastante seguras de que agregarle gases de efecto invernadero es arriesgado. Es posible que no podamos predecir el clima en cada punto de la Tierra cada segundo, pero podemos hacer predicciones decentes en la escala de décadas.]

Probablemente hay sistemas más complicados, pero en algún momento se convierte en una cuestión de opinión lo que la gente piensa que es lo más complicado. Algunas otras cosas que son complicadas pueden ser el Modelo Estándar de física de partículas, alguna máquina complicada como ITER, la conciencia o algún otro fenómeno emergente.

Quizás el fenómeno más complicado de la naturaleza, sin duda uno de los menos entendidos, es con el que los humanos han interactuado durante tanto tiempo: la gravedad . En 1687, Isaac Newton publicó su Ley Universal de Gravitación , que describía la fuerza gravitacional entre dos objetos como directamente proporcional al producto de sus masas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellos. Esto resultó ser una aproximación excelente, y de hecho todavía se usa en la mayoría de los cálculos para enviar cohetes al espacio, pero estaba incompleto. Fue reemplazado por la teoría general de la relatividad de Einstein, que dice que la gravedad no es una fuerza, sino una consecuencia de la curvatura del espacio-tiempo. Si bien esto compensó algunas de las lagunas en el modelo newtoniano, el número de preguntas sin respuesta (y fundamentales) sobre la gravedad sigue siendo mayor que casi cualquier otra cosa:

  1. ¿Por qué la gravedad solo es atractiva? Otras interacciones fundamentales como la fuerza fuerte y el electromagnetismo pueden ser atractivas y repulsivas, ¿por qué no la gravedad?
  2. ¿Por qué la gravedad es tan débil? Las fuerzas relativas de las cuatro interacciones fundamentales revelan que la gravedad es 29 órdenes de magnitud (10 ^ 29 veces) más débil que la segunda interacción más débil.
  3. ¿Existe una teoría cuántica de la gravedad? La teoría unificadora más exitosa en física, el modelo estándar, ha descubierto partículas de intercambio que explican la interacción electromagnética, la interacción fuerte, la interacción débil, ¡pero no la gravedad!

Si bien esta misteriosa fuerza / interacción, como quiera llamarla (nadie sabe qué es, ¿a quién le importa de todos modos?), Sigue siendo claramente uno de los mayores misterios de la naturaleza, es imposible decir si es o no el más Complicado. Como dijo Richard Feynman:

“… el objetivo es ver la naturaleza completa como diferentes aspectos de un conjunto de fenómenos. Ese es el problema en la física teórica básica, hoy: encontrar las leyes detrás del experimento; fusionar estas clases . Históricamente, siempre hemos sido capaces de fusionar ellos, pero a medida que pasa el tiempo se encuentran cosas nuevas. Estábamos amalgamando muy bien, cuando de repente se encontraron rayos X. Luego amalgamamos un poco más, y se encontraron mesones. Por lo tanto, en cualquier etapa del juego, siempre se ve bastante desordenado. Se amalgama mucho, pero siempre hay muchos cables o hilos que cuelgan en todas las direcciones. Esa es la situación actual, que trataremos de describir “.

Quizás una vez que conectemos los cables correctos, descubramos que la gravedad no es tan complicada después de todo.

La biología en general parece ser el fenómeno físico más complicado conocido, con su pico de sensibilidad y todo lo relacionado con la conciencia.

Si bien todavía hay muchos fenómenos desconocidos o no entendidos en física, y algunos cruciales, como el origen mismo del universo, ninguno de ellos parece tan complejo e imposible de manejar por los métodos científicos estándar como la biología y sus ramificaciones, con la conciencia humana en su lugar. pico.

Debemos ser humildes y admitir que todavía nos faltan las teorías científicas sólidas sobre la vida y sus ramificaciones más desarrolladas, como el intelecto humano, y lo peor es que parecen no ser manejables por el método científico (al menos en la actualidad )

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