Física Antes de los Griegos (4000 a.C. – 600 a.C.)

Babilonia

• Sistema sexagesimal (base 60): Desarrollaron este sistema numérico que heredamos para medir tiempo (60 segundos/minuto) y ángulos (360° círculo).

• Astronomía predictiva: Crearon tablas matemáticas precisas para predecir eclipses lunares y solares mediante ciclos repetitivos (ciclo Saros).

• Sistemas de medición: Estandarizaron unidades de longitud, peso y capacidad alrededor del 2500 a.C., facilitando el comercio y la construcción.

Mayas

• Calendarios de precisión: Desarrollaron el Haab (365 días) y el Tzolk’in (260 días) usando observaciones astronómicas avanzadas.

• Arquitectura astronómica: Pirámides como Kukulkán diseñadas para proyectar sombras serpentinas durante los equinoccios.

• Acústica aplicada: Diseñaron estructuras que producían ecos específicos (ej.: sonido del quetzal) mediante reflexión controlada de ondas sonoras.

Egipto

• Ingeniería monumental: Usaban planos inclinados, palancas y rodillos para construir pirámides, aplicando principios mecánicos prácticos.

• Sistema de medidas: Desarrollaron el codo real (≈52.3 cm) y unidades de peso (deben) con alta precisión.

• Tecnología de tiempo: Clepsidras (relojes de agua) para medir el tiempo nocturno y relojes solares para el día.

China

• Magnetismo práctico: Crearon las primeras brújulas usando agujas magnetizadas con piedra imán para navegación y alineación.

• Óptica temprana: Desarrollaron lentes primitivas y principios de la cámara oscura para observaciones astronómicas.

• Acústica musical: Construyeron instrumentos de cuerda que demostraban comprensión de ondas estacionarias y resonancia.

Física en la Edad Media (Siglos V-XV)

Aristotelismo Dominante

• Cosmovisión geocéntrica: Modelo donde la Tierra era el centro inmóvil del universo con esferas cristalinas giratorias.

• Física cualitativa: Explicaban fenómenos mediante los cuatro elementos (tierra, agua, aire, fuego) y sus cualidades intrínsecas.

• Teoría del movimiento natural: Los objetos buscaban su «lugar natural» (ej.: piedras caen hacia la Tierra).

Contribuciones Islámicas

• Ibn al-Haytham (Alhacén): Demostró que la visión ocurre por luz que entra al ojo, sentando las bases de la óptica geométrica.

• Cámara oscura: Primer dispositivo para proyectar imágenes usando principios de propagación rectilínea de la luz.

• Desarrollo instrumental: Perfeccionaron astrolabios y brújulas para navegación y mediciones astronómicas precisas.

Avances Europeos

• Teoría del Ímpetu (Buridán): Propuso que los cuerpos en movimiento mantienen un «ímpetu» interno, anticipándose a la inercia newtoniana.

• Grosseteste y método científico: Promovió la combinación de observación, matemáticas y verificación experimental.

• Síntesis tomista: Integró la filosofía aristotélica con la teología cristiana, manteniendo el marco natural por siglos.

Física en el Renacimiento (Siglos XV-XVII)

Cambio de Paradigma

• Transición al heliocentrismo: Copérnico propuso el Sol como centro del sistema solar, desafiando 1,500 años de geocentrismo.

• Matematización de la naturaleza: Galileo afirmó que «el universo está escrito en lenguaje matemático», promoviendo la cuantificación.

Contribuciones Clave

• Galileo y el método experimental: Realizó experimentos controlados con planos inclinados para estudiar la caída libre y el movimiento acelerado.

• Leyes de Kepler: Describió órbitas elípticas de planetas con velocidad variable, eliminando la perfección circular aristotélica.

• Telescopio astronómico: Galileo descubrió montañas lunares, lunas de Júpiter y fases de Venus, validando el heliocentrismo.

Legado Científico

• Nacimiento de la física moderna: Se estableció la experimentación como base del conocimiento científico.

• Separación ciencia-fe: La investigación natural comenzó a independizarse de la autoridad religiosa.

Física en el Período Moderno y Contemporáneo (Siglo XX – Actualidad)

Teoría de la Relatividad

• Relatividad Especial (1905): Unificó espacio y tiempo en un continuo cuadridimensional, con la velocidad de la luz constante.

• Relatividad General (1915): Describe la gravedad como la curvatura del espacio-tiempo causada por masa y energía.

• Aplicaciones prácticas: Correcciones relativistas en GPS, comprensión de agujeros negros y cosmología moderna.

Mecánica Cuántica

• Principios fundamentales:

  Cuantización

• La energía existe en paquetes discretos (cuantos).

Dualidad Onda-Partícula

Electrones y fotones muestran comportamiento dual.

Principio de Incertidumbre

Límite fundamental en la medición simultánea de variables conjugadas.

Aplicaciones tecnológicas: Láseres, transistores, imágenes médicas (MRI) y criptografía cuántica.

Física Nuclear y de Partículas

• Estructura atómica: Modelos desde Rutherford (núcleo central) hasta el modelo estándar (quarks y leptones).

• Energía nuclear:

  Fisión

• División de núcleos pesados (uranio) usada en reactores nucleares.

Fusión

Unión de núcleos ligeros (hidrógeno) que potencia las estrellas.

Aceleradores de partículas: El LHC y otros permiten estudiar componentes fundamentales de la materia.

Cosmología Moderna

• Teoría del Big Bang: Evidencia de expansión universal (ley de Hubble) y radiación cósmica de fondo.

• Componentes oscuros:

  Materia Oscura

• 27% del universo, detectable solo por efectos gravitacionales.

Energía Oscura

68% del universo, responsable de la aceleración expansiva.

Agujeros negros: Confirmación observacional mediante ondas gravitacionales (LIGO) e imagen directa (EHT).

Tecnología Derivada

• Estado sólido: Semiconductores permitieron microprocesadores, memorias digitales y dispositivos móviles.

• Superconductividad: Aplicaciones en levitación magnética (trenes Maglev) e imágenes médicas de alta resolución.

• Nanotecnología: Manipulación atómica para materiales avanzados, medicina dirigida y electrónica molecular.