În fizică sunt cunoscute până în prezent patru forţe fundamentale:
1) Gravitaţia este de departe cea mai slabă forţă fundamentală, dar este forţa care are impactul cel mai mare asupra universului. Spre deosebire de celelalte forţe, gravitaţia are un caracter universal, acţionând asupra întregii materii şi energii, şi acţionează (după cum ştim până în prezent) doar prin atracţie. Orice materie sau energie, oriunde ar fi şi în orice moment în univers, atrage toată materia şi energia din univers, atâta timp cât aceseta se află în interiorul conului său de lumină. Acest lucru este explicat în detaliu în teoria relativităţii generale, care descrie gravitaţia în termeni de spaţiu-timp. Un domeniu activ de cercetare implică fuzionarea teoriilor relativităţii generale şi mecanicii cuantice într-o teorie mai generală a gravitaţiei cuantice. Se crede că într-o teorie a gravitaţiei cuantice, gravitatea ar fi mediată de o particulă, care este cunoscut sub numele de graviton.
O interesantă teorie face referire la gravitaţia negativă (numită, de asemenea, energia întunecată), şi a apărut în timp ce se încerca să se explice recenta descoperire că expansiunea Universului este, de fapt accelerată.
2) Electromagnetismul este o combinaţie de forţe electrostatice şi magnetice. Este puternic între particulele încărcate, cum ar fi forţa dintre doi electroni, sau forţa dintre două conductoare care transportă curent electric. Teoria cuantică a electromagnetismului este cunoscut sub numele de electrodinamica cuantică. În electrodinamica cuantică, fotonii virtuali transferă această forţă.
3) Forţa nucleară slabă mediază radiaţia beta. Forţa slabă este transferată de bosonii W şi Z. Neutrinii interacţionează cu alte materii numai prin forţa nucleară slabă şi gravitaţie şi, prin urmare, poate penetra cantităţi mari de materie, fără a se risipi. Electromagnetismul şi forţa slabă pot fi văzute ca două aspecte ale unei singure forţe, respectiv forţa electroslabă.
4) Forţa nucleară tare este forţa care ţine împreună protonii şi neutronii din interiorul nucleului atomic. Forţa tare este transferată de gluoni şi acţioneaza asupra particulelor care transporta “sarcina de culoare”, respectiv cuarci şi gluoni.
Majoritatea fizicienilor din domeniul particulelor consideră că ar fi neelegant ca fiecare forţă să aibă teorii diferite pentru a o descrie, şi cred că toate forţele pot fi descrise printr-o unică teorie generală a totului. La sfârşitul anilor 1960 şi începutul anilor 1970, o teorie de succes care face parte din modelul standard a fost propusă pentru a unifica electromagnetismul şi forţa slabă într-o forţă unică electroslabă. Există, de asemenea, cercetări active asupra unor diverse forme ale teoriei marii unificări, care încearcă să unească forţele puternice şi cele electroslabe. Multe dintre aceste teorii prezic radiaţii de protoni care nu au fost observate până în prezent.
Alte teorii mai speculativ încearcă să reconcilieze teorie cuantică a câmpului cu relativitatea generală, în scopul de a găsi o teorie de succes pentru gravitaţia cuantică, şi care apoi să îmbine totul într-o teorie generală a totului. Spre deosebire de teoria marii unificări, cele mai multe teorii propuse ale totului nu oferă încă predicţii testabile experimental.
Ceea ce oamenii de stiinta numesc fizice cele patru forte fundamentale ale naturii sunt:
| Nume | Magnitudine relativă | Comportament |
|---|---|---|
| Forţa nucleară tare | 1040 | 1/r7 |
| Forţa electromagnetică | 1038 | 1/r2 |
| Forşa nucleară slabă | 1015 | 1/r5 – 7 |
| Gravitaţia | 100 | 1/r2 |
Se crede că în prezent toate interacţiunile pot fi explicate în termenii acestor patru forţe. De exemplu, frecarea este un rezultat al forţei electromagnetice.
Cu toate acestea, din când în când fizicienii propun şi câte o a cincea forţă, exotică, în special pentru a explica diferenţele între valorile prezise şi cele măsurate ale constantei gravitaţionale. Începând din 2003, toate experimentele care par să indice o a cincea forţă au fost explicabile din punctul de vedere al erorilor experimentale.
De asemenea, de notat este faptul că toate cele patru forţe fundamentale sunt forţe conservatoare, respectiv efectul forţei asupra unui obiect care se mişca de la un punct la altul este independentă de traseul obiectului.
Lasă un răspuns