Η Φυσική έχει μια πολύ μεγάλη ιστορία, μια ιστορία με ανατρεπτικό σενάριο και πολλές εκπλήξεις που συνεχίζονται..
Εδώ και πάνω από 300 χρόνια η Φυσική στηρίζεται στην παρατήρηση και το πείραμα, βρίσκοντας πώς λειτουργούν τα πράγματα στο σύμπαν μας.
Στις αρχές του 1600 ένας Ιταλός, ο Galileo Galilei, έριχνε αντικείμενα από τον κεκλιμένο πύργο της Πίζας για να δει τι συνέβαινε. Ανέτρεψε τη θεωρία του Αριστοτέλη ότι τα αντικείμενα με διαφορετική μάζα πέφτουν με διαφορετική ταχύτητα.Υποστήριξε τις θεωρίες του Κοπέρνικου για το ηλιοκεντρικό σύστημα και συγκρούστηκε με όσους ήταν προσκολλημένοι στις γεωκεντρικές απόψεις. Αν και αναστάτωσε με τις ιδέες του τον Πάπα, η εργασία του Galileo ήταν ο βράχος πάνω στον οποίο εδραιώθηκε η φυσική.
Αργότερα, μακριά από τον θυμωμένο Πάπα, ο Άγγλος Isaac Newton μελετούσε τις κινήσεις των σωμάτων. Αφήνοντας σώματα να πέσουν ελεύθερα, προσπαθούσε να εξηγήσει γιατί πέφτουν προς τη γη.Το 1687 είχε την απάντηση. Ήταν μια δύναμη, η βαρύτητα , που δρούσε πάνω στα σώματα, στα μήλα, στους πλανήτες (τους οποίους κρατούσε σε τροχιές γύρω από τον ήλιο).
Εξήγησε την κίνηση των σωμάτων και την πτώση τους στη γη, όπως επίσης τις κινήσεις των πλανητών και διατύπωσε τον νόμο της παγκόσμιας έλξης. Παράλληλα, επινόησε τον Απειροστικό Λογισμό, ένα πολύ χρήσιμο εργαλείο της Φυσικής, και μελέτησε κάποιες από τις ιδιότητες του φωτός.
Το 1800 ο Σκωτσέζος James Clerk Maxwell έριξε το μάτι του σε περισσότερα μυστήρια. Ο Maxwell ανακαλύπτει ότι ηλεκτρισμός και ηλεκτρομαγνητισμός είναι οι δύο όψεις του ίδιου νομίσματος και μπορούν να περιγραφούν με μια δύναμη, την ηλεκτρομαγνητική. Έτσι, διατύπωσε τους νόμους του ηλεκτρομαγνητισμού.Υπήρξαν βέβαια και μερικές πρακτικές εφαρμογές αυτών των ανακαλύψεων της φυσικής.
Οι νόμοι του Νεύτωνα πρόβλεψαν την ύπαρξη του πλανήτη Ποσειδώνα.
Η δουλειά του Maxwell μας έδωσε το ραδιόφωνο και την τηλεόραση.
Οι φυσικοί τότε φαίνονταν σαν να κυριαρχούν στο σύμπαν, έμεναν μόνο κάποια λίγα κενά..Δυστυχώς όμως, μέχρι το 1900 τα κενά όλο και μεγάλωναν. Δεν μπορούσαν να εξηγήσουν τη ραδιενέργεια και τις ακτίνες Χ.
Ενώ λοιπόν τίποτα δεν φαινόταν να πηγαίνει καλά στον κόσμο της φυσικής και ο μεγάλος επιστήμονας Kelvin έβλεπε μαύρα σύννεφα πάνω από το θέμα αυτό, το 1905 ένας υπάλληλος διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας ξεκίνησε μια πλήρη “καταιγίδα”.
Ήταν ο 26 ετών Γερμανός Albert Einstein, υπάλληλος σε ένα ελβετικό γραφείο ευρεσιτεχνιών, που.. “έσκισε το σενάριο”.
Είπε ότι το φως ήταν ένα είδος κύματος που ταξίδευε σε “πακέτα” ή σωματίδια. Το φως ταξιδεύει πάντα με την ίδια σταθερή ταχύτητα στο κενό για όλους τους παρατηρητές.
Ο χρόνος δεν είναι απόλυτος. Ο χώρος και ο χρόνος δεν αντιμετωπίζονται ανεξάρτητα ο ένας από τον άλλον αλλά συνδέονται και αποτελούν τον χωροχρόνο.
Αν κάποιος μπει σε ένα διαστημόπλοιο και ταξιδέψει με μεγάλη ταχύτητα, αυτό που θα δει ένας παρατηρητής από τη γη θα είναι ότι το ρολόι στο διαστημόπλοιο πηγαίνει πιο αργά και το ίδιο το διαστημόπλοιο μικραίνει σε μέγεθος. Οι αστροναύτες όμως μέσα στο διαστημόπλοιο δεν καταλαβαίνουν τίποτα από αυτά, γι’ αυτούς όλα είναι κανονικά. Η μέτρηση χρόνου και μήκους δεν είναι ίδια για όλους τους παρατηρητές.
Για όλα αυτά μας μιλάει η Ειδική Σχετικότητα.
Την ίδια χρονιά δημοσιεύει τη διάσημη εξίσωση ισοδυναμίας μάζας-ενέργειας Ε=mc² που μας οδήγησε στην πυρηνική ενέργεια.
Κι αυτό ήταν μόνο η αρχή. Ο Einstein έδειξε ότι η μελέτη της βαρύτητας δεν είχε σχέση μόνο με μπάλες και μήλα και πλανήτες…
Η βαρύτητα επηρεάζει το φως ,τον χώρο και τον χρόνο. Επιβραδύνει τον χρόνο, στρεβλώνει τον χώρο, καμπυλώνει την τροχιά του φωτός.
Η βαρύτητα είναι αποτέλεσμα της καμπύλωσης που προκαλεί ένα σώμα (η μάζα και η ενέργεια) στον χωροχρόνο.
Έτσι γεννήθηκε η Γενική Σχετικότητα που πρόβλεψε τις μαύρες τρύπες και τα βαρυτικά κύματα.
Οι ιδέες του Einstein θρυμμάτισαν την παραδοσιακή φυσική.Τότε άνοιξε κι η πόρτα για τον παράξενο κόσμο της κβαντικής φυσικής που προσπαθεί να περιγράψει τον μικρόκοσμο, για την εξίσωση και το νοητικό πείραμα του Αυστριακού Erwin Schrodinger αν “η γάτα είναι ζωντανή και νεκρή” και για το αν “ο θεός παίζει ζάρια”.
Σήμερα, η “κβαντική θεωρία πεδίου” ενώνει την κβαντική φυσική με τη σχετικότητα, χωρίς όμως να συμπεριλαμβάνει τη βαρύτητα. Εδώ υπάρχει ένα μεγάλο χάσμα άγνοιας. Ελπίζουμε στο μέλλον σε μια κβαντική θεωρία βαρύτητας.The story of physics: