La unificación de las teorías sobre los fenómenos fundamentales observables de la naturaleza es uno de los objetivos principales de la física . [1] [2] [3] Las dos grandes unificaciones hasta la fecha son la unificación de la gravedad y la astronomía de Isaac Newton , y la unificación del electromagnetismo de James Clerk Maxwell ; esta última se ha unificado aún más con el concepto de interacción electrodébil . Este proceso de "unificación" de fuerzas continúa hoy en día, con el objetivo final de encontrar una teoría del todo .
La "primera gran unificación" fue la unificación de la gravedad de Isaac Newton en el siglo XVII , que reunió los conocimientos sobre los fenómenos observables de la gravedad en la Tierra con el comportamiento observable de los cuerpos celestes en el espacio. [2] [4] [5]
Los antiguos chinos observaron que ciertas rocas, como la piedra imán y la magnetita, se atraían entre sí por una fuerza invisible. Este efecto se denominó posteriormente magnetismo , que se estudió rigurosamente por primera vez en el siglo XVII. Sin embargo, antes de las antiguas observaciones chinas del magnetismo, los antiguos griegos conocían otros objetos, como el ámbar , que, al frotarse con piel, causaba una atracción invisible similar entre ambos. [6] Esto también se estudió rigurosamente en el siglo XVII y llegó a llamarse electricidad . De este modo, la física había llegado a comprender dos observaciones de la naturaleza en términos de alguna causa raíz (electricidad y magnetismo). Sin embargo, trabajos posteriores en el siglo XIX revelaron que estas dos fuerzas eran solo dos aspectos diferentes de una fuerza: el electromagnetismo .
La "segunda gran unificación" fue la unificación del electromagnetismo de James Clerk Maxwell en el siglo XIX . Reunió los conocimientos sobre los fenómenos observables del magnetismo , la electricidad y la luz (y, más ampliamente, el espectro de la radiación electromagnética ). [7] A esto le siguió en el siglo XX la unificación del espacio y el tiempo, y de la masa y la energía de Albert Einstein a través de su teoría de la relatividad especial . [7] Más tarde, Paul Dirac desarrolló la teoría cuántica de campos , unificando la mecánica cuántica y la relatividad especial. [8]
Este proceso de "unificación" de fuerzas continúa hoy en día, y el electromagnetismo y la fuerza nuclear débil se consideran ahora dos aspectos de la interacción electrodébil .
Este proceso de "unificación" de fuerzas continúa hoy en día, con el objetivo final de encontrar una teoría del todo ; sigue siendo quizás el más destacado de los problemas sin resolver en física . Quedan cuatro fuerzas fundamentales que no han sido unificadas decisivamente : las interacciones gravitacionales y electromagnéticas , que producen fuerzas significativas de largo alcance cuyos efectos pueden verse directamente en la vida cotidiana, y las interacciones fuerte y débil , que producen fuerzas a distancias subatómicas minúsculas y gobiernan las interacciones nucleares. El electromagnetismo y las interacciones débiles se consideran ampliamente como dos aspectos de la interacción electrodébil . Los intentos de unificar la mecánica cuántica y la relatividad general en una única teoría de la gravedad cuántica , un programa en curso durante más de medio siglo, aún no se han resuelto decisivamente; los principales candidatos actuales son la teoría M , la teoría de supercuerdas y la gravedad cuántica de bucles . [2]