Preguntas como ” estamos seguros ” no son realmente apropiadas para la física. El único ámbito en el que puedes estar seguro de algo es en matemáticas, donde las pruebas son posibles. Sin embargo, incluso en matemáticas, las pruebas siempre dependen de los axiomas que se suponen, por lo que incluso en matemáticas, solo puede estar seguro en función de los axiomas que se supone que son verdaderos.
A diferencia de las matemáticas, la física no tiene pruebas; en cambio, la física recopila evidencia. Los resultados de toda la evidencia que se ha recopilado en experimentos de física hasta ahora han sido consistentes con solo 4 fuerzas fundamentales. Por eso decimos que solo hay 4 fuerzas fundamentales.
La razón experimental por la que decimos que hay 4 fuerzas es porque cada una de estas 4 fuerzas son bastante diferentes entre sí. Las dos fuerzas de largo alcance son la gravitación y el electromagnetismo. La gravitación es la más débil de las fuerzas y solo reacciona a la masa / energía. El electromagnetismo es más fuerte que la gravitación, pero solo interactúa con las cargas eléctricas. Las dos fuerzas de corto alcance son la fuerza fuerte (nuclear o de color) y la fuerza débil. La fuerza fuerte mantiene unidos los núcleos y la fuerza débil es mucho más débil y es principalmente responsable de la descomposición de partículas como el neutrón.
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Los teóricos esperan combinar la mayor cantidad posible de estas fuerzas. Como se afirma en la respuesta de Chong You Quan, la fuerza electromagnética y débil ya se ha unificado en la fuerza de electrodepresión. La fuerza fuerte y la fuerza de electrodepresión también se han combinado en el llamado “modelo estándar de física de partículas”. Sin embargo, sabemos que este modelo estándar bien probado no puede ser la teoría definitiva ya que hay algunas cosas que esta teoría no puede explicar, como la presencia de tanta materia ordinaria en nuestro universo. Estas discrepancias conocidas no significan que tiene que haber una nueva fuerza, podría ser que nuestra teoría actual solo necesita ser modificada para explicar los resultados que actualmente no podemos explicar. Por supuesto, podría ser que haya una nueva fuerza que explique las discrepancias, pero tendremos que esperar más evidencia y nuevas teorías antes de poder decir algo al respecto.
El último sueño de los físicos es tener una gran teoría unificada (GUT) que explique las 4 fuerzas. Desafortunadamente, todos los intentos de combinar convincentemente la gravitación con el modelo estándar de física de partículas no han tenido éxito. La teoría de cuerdas es la mejor teoría candidata hasta ahora, pero la teoría de cuerdas aún no ha podido replicar sin ambigüedades todo el modelo estándar de física de partículas.
La energía oscura ha sido mencionada como una posible nueva fuerza de algún tipo. Ciertamente no entendemos completamente la energía oscura, pero el modelo más simple que explica todo lo que sabemos actualmente sobre la energía oscura sería que la energía oscura es simplemente una energía de vacío constante muy pequeña. Una energía de vacío constante, de acuerdo con la Relatividad general, daría como resultado una fuerza repulsiva efectiva que causaría una expansión acelerada del universo, que es exactamente lo que hemos observado. Entonces, si este modelo de energía oscura es correcto, entonces la energía oscura no constituye evidencia de un nuevo tipo de fuerza, ya que está bien explicada por la Relatividad General.
Esa es la evidencia que tenemos de que hay 4 fuerzas fundamentales, pero estamos abiertos a nuevas pruebas que pueden cambiar de opinión.
