¿Ha habido alguna vez teorías famosas en física teórica que fueran matemáticamente sólidas, pero que resultaron estar equivocadas en el laboratorio?

“Entre 1870 y 1890, una teoría que pretendía que un átomo era un vórtice en el éter era inmensamente popular entre los físicos y matemáticos británicos. Alrededor de 25 artículos científicos fueron escritos por unos 25 científicos. Siguiendo el ejemplo de Thomson y Tait, desarrollaron una teoría matemática de nudos que vive hasta el día de hoy. La “teoría del vórtice” fue refutada por el experimento de Michelson-Morley y hoy es de interés principalmente para los historiadores de la ciencia ”
http://en.wikipedia.org/wiki/Wil …

Al verificar mis datos, encontré una cantidad asombrosa de vórtice de material vulgar disponible en la web hoy. Aparentemente, hay muchos “científicos” que no leen su correo.

La mayoría de las teorías físicas sobre las que escuchará serán matemáticamente sólidas (o no se adoptarían en absoluto); son abandonados porque van en contra de la observación o el experimento, no (típicamente) debido a problemas con el rigor matemático. De los grandes, la mecánica newtoniana y la teoría de la gravedad son ambas perfectamente matemáticamente sólidas y, sin embargo, fueron reemplazadas experimentalmente. También lo fue la teoría de Maxwell del ElectroMagnetismo, y reemplazada experimentalmente por QED. Más tarde, ha habido numerosas teorías de la cosmología o teoría del campo cuántico que son buenas matemáticamente, pero que no son consistentes con las observaciones. (Me viene a la mente la cosmología de estado estable y la gran teoría unificada).

Si notas una tendencia de que las teorías físicas tienden a ser derribadas por el experimento, no por cuestiones matemáticas, creo que estás en lo correcto.

Esto sucedió unas 10,000 veces durante el año en que el LHC se encendió por primera vez. Vivimos en un momento interesante en que la teoría cuántica de campos nos permite escribir un número infinito de teorías matemáticamente sólidas con diferentes partículas con diferentes masas e interacciones. La gente se divirtió (posiblemente demasiado) con esto durante unos 30 años hasta que el LHC finalmente nos enseñó cómo se ve realmente el mecanismo para la ruptura de la simetría con electroválvulas. Un gran ejemplo de una teoría que fue relativamente famosa y ahora está en su mayor parte extinta es Technicolor (física).

Editar: Por cierto, me opongo a todos los que dicen que la Mecánica clásica y el electromagnetismo son matemáticamente sólidos pero están equivocados en el laboratorio. No están equivocados: son solo teorías efectivas que describen (increíblemente bien) un cierto rango de fenómenos físicos. Cuando aparece una nueva teoría microscópica, todavía usamos la vieja teoría efectiva en su régimen de validez (por ejemplo, los ingenieros de puentes no usan la mecánica cuántica).

Es ciertamente posible, dada la complejidad de las teorías en física, que alguna teoría ha sido propuesta y luego fracasó puramente por razones matemáticas. Por ejemplo, si contamos la teoría discreta propuesta de Steven Wolfram de todo, hubo una prueba matemática de eso. Y los teoremas de no-go han derribado (¿podría decirse? Página en illinois.edu) las teorías de la física cuántica basadas en el intento de proporcionar procesos ‘reales’ y deterministas detrás de la función de onda. Los teóricos de cuerdas proponen rutinariamente y luego descartan grandes conjuntos de posibles teorías físicas a través de métodos puramente matemáticos.

Sin embargo, mucho más común es el fracaso empírico. Los físicos teóricos son buenos en su trabajo y, excepto en circunstancias inusuales, saben si sus modelos son posibles. Nuevamente, este proceso requiere bastante trabajo; pero dado que los experimentos decisivos se están llevando a cabo en unas pocas instalaciones costosas, tiene sentido resolver cuidadosamente las posibilidades que se nos ocurran. Siempre que se obtienen nuevos resultados físicos, muchos modelos teóricos pueden descartarse.

Cuando se enseña ciencia, a veces termina sonando como descubrimientos obvios después del hecho; Newton demostró que la balística y la mecánica orbital estaban estudiando la misma fuerza, y de todos modos deberíamos haber esperado una sola fuerza gravitacional (después de todo, esta versión es una buena oportunidad para mencionar la Navaja de Occam). Phlogiston resultó no ser una explicación funcional del calor, y no deberíamos haber esperado que el calor fuera una partícula en primer lugar. El hecho es que cuando aprendes algo, tiene sentido asentir con la cabeza y decir ‘sí, está bien’, racionalizándolo, tratando de convertirte en el tipo de persona que hubiera esperado eso en primer lugar. Por lo tanto, tiene sentido práctico enseñar las cosas de esta manera también. Pero hay hechos sobre el mundo; hechos que no podemos aprender a esperar solo por la mentalidad adecuada.

Éter luminífero. Descubierto en el siglo XIX por el experimento de Michelson Morley. También calórico y flogisto. Sade Carnot dedujo la segunda ley de la termodinámica mediante el uso de la teoría calórica incorrecta del calor, sin embargo, obtuvo una ley válida.

Un buen ejemplo es la teoría de la variable oculta local propuesta en el documento EPR, que sugirió la existencia de una variable preexistente desconocida que determina el resultado de las mediciones cuánticas. Desde entonces se ha demostrado que está equivocado en el laboratorio, los experimentos de prueba de Bell.