FisikaFisika (Bahasa Yunani: φυσικός (physikos), "alamiah", dan φύσις (physis), "Alam")
adalah sains atau ilmu tentang alam dalam makna yang terluas. Fisika mempelajari
gejala alam yang tidak hidup atau materi dalam lingkup ruang dan waktu. Fisikawan
mempelajari perilaku dan sifat materi dalam bidang yang sangat beragam, mulai dari
partikel submikroskopis yang membentuk segala materi (fisika partikel) hingga
perilaku materi alam semesta sebagai satu kesatuan kosmos.
Beberapa sifat yang dipelajari dalam fisika merupakan sifat yang ada dalam semua
sistem materi yang ada, seperti hukum kekekalan energi. Sifat semacam ini sering
disebut sebagai hukum fisika. Fisika sering disebut sebagai "ilmu paling mendasar",
karena setiap ilmu alam lainnya (biologi, kimia, geologi, dan lain-lain) mempelajari
jenis sistem materi tertentu yang mematuhi hukum fisika. Misalnya, kimia adalah
ilmu tentang molekul dan zat kimia yang dibentuknya. Sifat suatu zat kimia
ditentukan oleh sifat molekul yang membentuknya, yang dapat dijelaskan oleh ilmu
fisika seperti mekanika kuantum, termodinamika, dan elektromagnetika.
Fisika juga berkaitan erat dengan matematika. Teori fisika banyak dinyatakan dalam
notasi matematis, dan matematika yang digunakan biasanya lebih rumit daripada
matematika yang digunakan dalam bidang sains lainnya. Perbedaan antara fisika dan
matematika adalah: fisika berkaitan dengan pemerian dunia material, sedangkan
matematika berkaitan dengan pola-pola abstrak yang tak selalu berhubungan dengan
dunia material. Namun, perbedaan ini tidak selalu tampak jelas. Ada wilayah luas
penelitan yang beririsan antara fisika dan matematika, yakni fisika matematis, yang
mengembangkan struktur matematis bagi teori-teori fisika.
Sekilas tentang riset Fisika
Fisika teoretis dan eksperimental
Budaya penelitian fisika berbeda dengan ilmu lainnya karena adanya pemisahan teori
dan eksperimen. Sejak abad kedua puluh, kebanyakan fisikawan perseorangan
mengkhususkan diri meneliti dalam fisika teoretis atau fisika eksperimental saja, dan
pada abad kedua puluh, sedikit saja yang berhasil dalam kedua bidang tersebut.
Sebaliknya, hampir semua teoris dalam biologi dan kimia juga merupakan
eksperimentalis yang sukses.
Gampangnya, teoris berusaha mengembangkan teori yang dapat menjelaskan hasil
eksperimen yang telah dicoba dan dapat memperkirakan hasil eksperimen yang akan
datang. Sementara itu, eksperimentalis menyusun dan melaksanakan eksperimen
untuk menguji perkiraan teoretis. Meskipun teori dan eksperimen dikembangkan
secara terpisah, mereka saling bergantung. Kemajuan dalam fisika biasanya muncul
ketika eksperimentalis membuat penemuan yang tak dapat dijelaska teori yang ada,
sehingga mengharuskan dirumuskannya teori-teori baru. Tanpa eksperimen,
penelitian teoretis sering berjalan ke arah yang salah; salah satu contohnya adalah
teori-M, teori populer dalam fisika energi-tinggi, karena eksperimen untuk
mengujinya belum pernah disusun.
Teori fisika utama
Meskipun fisika membahas beraneka ragam sistem, ada beberapa teori yang
digunakan secara keseluruhan dalam fisika, bukan di satu bidang saja. Setiap teori ini
diyakini benar adanya, dalam wilayah kesahihan tertentu. Contohnya, teori mekanika
klasik dapat menjelaskan pergerakan benda dengan tepat, asalkan benda ini lebih
besar daripada atom dan bergerak dengan kecepatan jauh lebih lambat daripada
kecepatan cahaya. Teori-teori ini masih terus diteliti; contohnya, aspek mengagumkan
dari mekanika klasik yang dikenal sebagai teori chaos ditemukan pada abad kedua
puluh, tiga abad setelah dirumuskan oleh Isaac Newton. Namun, hanya sedikit
fisikawan yang menganggap teori-teori dasar ini menyimpang. Oleh karena itu, teoriteori
tersebut digunakan sebagai dasar penelitian menuju topik yang lebih khusus, dan
semua pelaku fisika, apa pun spesialisasinya, diharapkan memahami teori-teori
tersebut.
Teori Subtopik utama Konsep
Mekanika klasik
Hukum gerak Newton,
Mekanika Lagrangian,
Mekanika Hamiltonian,
Teori chaos, Dinamika
fluida, Mekanika
kontinuum
Dimensi, Ruang, Waktu, Gerak,
Panjang, Kecepatan, Massa,
Momentum, Gaya, Energi, Momentum
sudut, Torsi, Hukum kekekalan,
Oscilator harmonis, Gelombang,
Usaha, Daya
Elektromagnetik
Elektrostatik, Listrik,
Magnetisitas, Persamaan
Maxwell
Muatan listrik, Arus, Medan listrik,
Medan magnet, Medan
elektromagnetik, Radiasi
elektromagnetis, Monopol magnetik
Termodinamika
dan Mekanika
Mesin panas, Teori kinetis
Konstanta Boltzmann, Entropi, Energi
statistik bebas, Panas, Fungsi partisi, Suhu
Mekanika kuantum
Path integral formulation,
Persamaan Schrödinger,
Teori medan kuantum
Hamiltonian, Partikel identik
Konstanta Planck, Pengikatan
kuantum, Oscilator harmonik
kuantum, Fungsi gelombang, Energi
titik-nol
Teori relativitas
Relativitas khusus,
Relativitas umum
Prinsip ekuivalensi, Empatmomentum,
Kerangka referensi,
Waktu-ruang, Kecepatan cahaya
Bidang utama dalam fisika
Riset dalam fisika dibagi beberapa bidang yang mempelajari aspek yang berbeda dari
dunia materi. Fisika benda kondensi, diperkirakan sebagai bidang fisika terbesar,
mempelajari properti benda besar, seperti benda padat dan cairan yang kita temui
setiap hari, yang berasal dari properti dan interaksi mutual dari atom. Bidang Fisika
atomik, molekul, dan optik berhadapan dengan individual atom dan molekul, dan cara
mereka menyerap dan mengeluarkan cahaya. Bidang Fisika partikel, juga dikenal
sebagai "Fisika energi-tinggi", mempelajari properti partikel super kecil yang jauh
lebih kecil dari atom, termasuk partikel dasar yang membentuk benda lainnya.
Terakhir, bidang Astrofisika menerapkan hukum fisika untuk menjelaskan fenomena
astronomi, berkisar dari matahari dan objek lainnya dalam tata surya ke jagad raya
secara keseluruhan.
Bidang Sub-bidang Teori utama Konsep
Astrofisika
Kosmologi, Ilmu
planet, Fisika
plasma
Big Bang, Inflasi
kosmik, Relativitas
umum, Hukum
gravitasi universal
Lubang hitam, Latar belakang
radiasi kosmik, Galaksi, Gravitasi,
Radiasi Gravitasi, Planet, Tata
surya, Bintang
Fisika
atomik,
molekul, dan
optik
Fisika atom,
Fisika molekul,
Optik, Photonik
Optik quantum
Difraksi, Radiasi elektromagnetik,
Laser, Polarisasi, Garis spectral
Fisika
partikel
Fisika
akselerator,
Fisika nuklir
Model standar,
Teori penyatuan
besar, teori-M
Gaya Fundamental (gravitasi,
elektromagnetik, lemah, kuat),
Partikel elemen, Antimatter, Putar,
Pengereman simetri spontan, Teori
keseluruhan Energi vakum
Fisika benda
kondensi
Fisika benda
padat, Fisika
material, Fisika
polimer, Material
butiran
Teori BCS,
Gelombang Bloch,
Gas Fermi, Cairan
Fermi, Teori
banyak-tubuh
Fase (gas, cair, padat, Kondensat
Bose-Einstein, superkonduktor,
superfluid), Konduksi listrik,
Magnetism, Pengorganisasian
sendiri, Putar, Pengereman simetri
spontan
Bidang yang berhubungan
Ada banyak area riset yang mencampur fisika dengan bidang lainnya. Contohnya,
bidang biofisika yang mengkhususkan ke peranan prinsip fisika dalam sistem biologi,
dan bidang kimia kuantum yang mempelajari bagaimana teori kuantum mekanik
memberi peningkatan terhadap sifat kimia dari atom dan molekul. Beberapa didata di
bawah:
Akustik - Astronomi - Biofisika - Fisika penghitungan - Elektronik - Teknik -
Geofisika - Ilmu material - Fisika matematika - Fisika medis - Kimia Fisika -
Dinamika kendaraan
Teori palsu
Fusi dingin - Teori gravitasi dinamik - Luminiferous aether - Energi orgone - Teori
bentuk tetap
Sejarah
Artikel utama: Sejarah fisika. Lihat juga Fisikawan terkenal dan Penghargaan Nobel
dalam Fisika.
Sejak jaman purbakala, orang telah mencoba untuk mengerti sifat dari benda:
mengapa objek yang tidak ditopang jatuh ke tanah, mengapa material yang berbeda
memiliki properti yang berbeda, dan seterusnya. Lainnya adalah sifat dari jagad raya,
seperti bentuk Bumi dan sifat dari objek celestial seperti Matahari dan Bulan.
Beberapa teori diusulkan dan banyak yang salah. Teori tersebut banyak tergantung
dari istilah filosofi, dan tidak pernah dipastikan oleh eksperimen sistematik seperti
yang populer sekarang ini. Ada pengecualian dan anakronisme: contohnya, pemikir
Yunani Archimedes menurunkan banyak deskripsi kuantitatif yang benar dari
mekanik dan hidrostatik.
Pada awal abad 17, Galileo membuka penggunaan eksperimen untuk memastikan
kebenaran teori fisika, yang merupakan kunci dari metode sains. Galileo
memformulasikan dan berhasil mengetes beberapa hasil dari dinamika mekanik,
terutama Hukum Inert. Pada 1687, Isaac Newton menerbitkan Filosofi Natural Prinsip
Matematika, memberikan penjelasan yang jelas dan teori fisika yang sukses: Hukum
gerak Newton, yang merupakan sumber dari mekanika klasik; dan Hukum Gravitasi
Newton, yang menjelaskan gaya dasar gravitasi. Kedua teori ini cocok dalam
eksperimen. Prinsipia juga memasukan beberapa teori dalam dinamika fluid.
Mekanika klasik dikembangkan besar-besaran oleh Joseph-Louis de Lagrange,
William Rowan Hamilton, dan lainnya, yang menciptakan formula, prinsip, dan hasil
baru. Hukum Gravitas memulai bidang astrofisika, yang menggambarkan fenomena
astronomi menggunakan teori fisika.
Dari sejak abad 18 dan seterusnya, termodinamika dikembangkan oleh Robert Boyle,
Thomas Young, dan banyak lainnya. Pada 1733, Daniel Bernoulli menggunakan
argumen statistika dalam mekanika klasik untuk menurunkan hasil termodinamika,
memulai bidang mekanika statistik. Pada 1798, Benjamin Thompson
mempertunjukkan konversi kerja mekanika ke dalam panas, dan pada 1847 James
Joule menyatakan hukum konservasi energi, dalam bentuk panasa juga dalam energi
mekanika.
Sifat listrik dan magnetisme dipelajari oleh Michael Faraday, George Ohm, dan
lainnya. Pada 1855, James Clerk Maxwell menyatukan kedua fenomena menjadi satu
teori elektromagnetisme, dijelaskan oleh persamaan Maxwell. Perkiraan dari teori ini
adalah cahaya adalah gelombang elektromagnetik.
Arah masa depan
Artikel utama untuk bagian ini adalah: masalah tak terpecahkan dalam
fisika
Riset fisika mengalami kemajuan konstan dalam banyak bidang, dan masih akan tetap
begitu jauh di masa depan.
Dalam fisika benda kondensi, masalah teoritis tak terpecahkan terbesar adalah
penjelasan superkonduktivitas suhu-tinggi. Banyak usaha dilakukan untuk membuat
spintronik dan komputer kuantum bekerja.
Dalam fisika partikel, potongan pertama dari bukti eksperimen untuk fisika di luar
Model Standar telah mulai menghasilkan. Yang paling terkenal adalah penunjukan
bahwa neutrino memiliki massa bukan-nol. Hasil eksperimen ini nampaknya telah
menyelesaikan masalah solar neutrino yang telah berdiri-lama dalam fisika matahari.
Fisika neutrino besar merupakan area riset eksperimen dan teori yang aktif. Dalam
beberapa tahun ke depan, pemercepat partikel akan mulai meneliti skala energi dalam
jangkauan TeV, yang di mana para eksperimentalis berharap untuk menemukan bukti
untuk Higgs boson dan partikel supersimetri.
Para teori juga mencoba untuk menyatikan mekanika kuantum dan relativitas umum
menjadi satu teori gravitasi kuantum, sebuah program yang telah berjalan selama
setengah abad, dan masih belum menghasilkan buah. Kandidat atas berikutnya adalah
Teori-M, teori superstring, dan gravitasi kuantum loop.
Banyak fenomena astronomikal dan kosmologikal belum dijelaskan secara
memuaskan, termasuk keberadaan sinar kosmik energi ultra-tinggi, asimetri baryon,
pemercepatan alam semesta dan percepatan putaran anomali galaksi.
Meskipun banyak kemajuan telah dibuat dalam energi-tinggi, kuantum, dan fisika
astronomikal, banyak fenomena sehari-hari lainnya, menyangkut sistem kompleks,
chaos, atau turbulens masih dimengerti sedikit saja. Masalah rumit yang sepertinya
dapat dipecahkan oleh aplikasi pandai dari dinamika dan mekanika, seperti
pembentukan tumpukan pasir, "node" dalam air "trickling", teori katastrof, atau
pengurutan-sendiri dalam koleksi heterogen yang bergetar masih tak terpecahkan.
Fenomena rumit ini telah menerima perhatian yang semakin banyak sejak 1970-an
untuk beberapa alasan, tidak lain dikarenakan kurangnya metode matematika modern
dan komputer yang dapat menghitung sistem kompleks untuk dapat dimodelkan
dengan cara baru. Hubungan antar disiplin dari fisika kompleks juga telah meningkat,
seperti dalam pelajaran turbulens dalam aerodinamika atau pengamatan pola
pembentukan dalam sistem biologi. Pada 1932, Horrace Lamb meramalkan:
Saya sudah tua sekarang, dan ketika saya meninggal
dan pergi ke surga ada dua hal yang saya harap dapat
diterangkan. Satu adalah elektrodinamika kuantum, dan
satu lagi adalah gerakan turbulens dari fluida. Dan
saya lebih optimis terhadap yang pertama
adalah sains atau ilmu tentang alam dalam makna yang terluas. Fisika mempelajari
gejala alam yang tidak hidup atau materi dalam lingkup ruang dan waktu. Fisikawan
mempelajari perilaku dan sifat materi dalam bidang yang sangat beragam, mulai dari
partikel submikroskopis yang membentuk segala materi (fisika partikel) hingga
perilaku materi alam semesta sebagai satu kesatuan kosmos.
Beberapa sifat yang dipelajari dalam fisika merupakan sifat yang ada dalam semua
sistem materi yang ada, seperti hukum kekekalan energi. Sifat semacam ini sering
disebut sebagai hukum fisika. Fisika sering disebut sebagai "ilmu paling mendasar",
karena setiap ilmu alam lainnya (biologi, kimia, geologi, dan lain-lain) mempelajari
jenis sistem materi tertentu yang mematuhi hukum fisika. Misalnya, kimia adalah
ilmu tentang molekul dan zat kimia yang dibentuknya. Sifat suatu zat kimia
ditentukan oleh sifat molekul yang membentuknya, yang dapat dijelaskan oleh ilmu
fisika seperti mekanika kuantum, termodinamika, dan elektromagnetika.
Fisika juga berkaitan erat dengan matematika. Teori fisika banyak dinyatakan dalam
notasi matematis, dan matematika yang digunakan biasanya lebih rumit daripada
matematika yang digunakan dalam bidang sains lainnya. Perbedaan antara fisika dan
matematika adalah: fisika berkaitan dengan pemerian dunia material, sedangkan
matematika berkaitan dengan pola-pola abstrak yang tak selalu berhubungan dengan
dunia material. Namun, perbedaan ini tidak selalu tampak jelas. Ada wilayah luas
penelitan yang beririsan antara fisika dan matematika, yakni fisika matematis, yang
mengembangkan struktur matematis bagi teori-teori fisika.
Sekilas tentang riset Fisika
Fisika teoretis dan eksperimental
Budaya penelitian fisika berbeda dengan ilmu lainnya karena adanya pemisahan teori
dan eksperimen. Sejak abad kedua puluh, kebanyakan fisikawan perseorangan
mengkhususkan diri meneliti dalam fisika teoretis atau fisika eksperimental saja, dan
pada abad kedua puluh, sedikit saja yang berhasil dalam kedua bidang tersebut.
Sebaliknya, hampir semua teoris dalam biologi dan kimia juga merupakan
eksperimentalis yang sukses.
Gampangnya, teoris berusaha mengembangkan teori yang dapat menjelaskan hasil
eksperimen yang telah dicoba dan dapat memperkirakan hasil eksperimen yang akan
datang. Sementara itu, eksperimentalis menyusun dan melaksanakan eksperimen
untuk menguji perkiraan teoretis. Meskipun teori dan eksperimen dikembangkan
secara terpisah, mereka saling bergantung. Kemajuan dalam fisika biasanya muncul
ketika eksperimentalis membuat penemuan yang tak dapat dijelaska teori yang ada,
sehingga mengharuskan dirumuskannya teori-teori baru. Tanpa eksperimen,
penelitian teoretis sering berjalan ke arah yang salah; salah satu contohnya adalah
teori-M, teori populer dalam fisika energi-tinggi, karena eksperimen untuk
mengujinya belum pernah disusun.
Teori fisika utama
Meskipun fisika membahas beraneka ragam sistem, ada beberapa teori yang
digunakan secara keseluruhan dalam fisika, bukan di satu bidang saja. Setiap teori ini
diyakini benar adanya, dalam wilayah kesahihan tertentu. Contohnya, teori mekanika
klasik dapat menjelaskan pergerakan benda dengan tepat, asalkan benda ini lebih
besar daripada atom dan bergerak dengan kecepatan jauh lebih lambat daripada
kecepatan cahaya. Teori-teori ini masih terus diteliti; contohnya, aspek mengagumkan
dari mekanika klasik yang dikenal sebagai teori chaos ditemukan pada abad kedua
puluh, tiga abad setelah dirumuskan oleh Isaac Newton. Namun, hanya sedikit
fisikawan yang menganggap teori-teori dasar ini menyimpang. Oleh karena itu, teoriteori
tersebut digunakan sebagai dasar penelitian menuju topik yang lebih khusus, dan
semua pelaku fisika, apa pun spesialisasinya, diharapkan memahami teori-teori
tersebut.
Teori Subtopik utama Konsep
Mekanika klasik
Hukum gerak Newton,
Mekanika Lagrangian,
Mekanika Hamiltonian,
Teori chaos, Dinamika
fluida, Mekanika
kontinuum
Dimensi, Ruang, Waktu, Gerak,
Panjang, Kecepatan, Massa,
Momentum, Gaya, Energi, Momentum
sudut, Torsi, Hukum kekekalan,
Oscilator harmonis, Gelombang,
Usaha, Daya
Elektromagnetik
Elektrostatik, Listrik,
Magnetisitas, Persamaan
Maxwell
Muatan listrik, Arus, Medan listrik,
Medan magnet, Medan
elektromagnetik, Radiasi
elektromagnetis, Monopol magnetik
Termodinamika
dan Mekanika
Mesin panas, Teori kinetis
Konstanta Boltzmann, Entropi, Energi
statistik bebas, Panas, Fungsi partisi, Suhu
Mekanika kuantum
Path integral formulation,
Persamaan Schrödinger,
Teori medan kuantum
Hamiltonian, Partikel identik
Konstanta Planck, Pengikatan
kuantum, Oscilator harmonik
kuantum, Fungsi gelombang, Energi
titik-nol
Teori relativitas
Relativitas khusus,
Relativitas umum
Prinsip ekuivalensi, Empatmomentum,
Kerangka referensi,
Waktu-ruang, Kecepatan cahaya
Bidang utama dalam fisika
Riset dalam fisika dibagi beberapa bidang yang mempelajari aspek yang berbeda dari
dunia materi. Fisika benda kondensi, diperkirakan sebagai bidang fisika terbesar,
mempelajari properti benda besar, seperti benda padat dan cairan yang kita temui
setiap hari, yang berasal dari properti dan interaksi mutual dari atom. Bidang Fisika
atomik, molekul, dan optik berhadapan dengan individual atom dan molekul, dan cara
mereka menyerap dan mengeluarkan cahaya. Bidang Fisika partikel, juga dikenal
sebagai "Fisika energi-tinggi", mempelajari properti partikel super kecil yang jauh
lebih kecil dari atom, termasuk partikel dasar yang membentuk benda lainnya.
Terakhir, bidang Astrofisika menerapkan hukum fisika untuk menjelaskan fenomena
astronomi, berkisar dari matahari dan objek lainnya dalam tata surya ke jagad raya
secara keseluruhan.
Bidang Sub-bidang Teori utama Konsep
Astrofisika
Kosmologi, Ilmu
planet, Fisika
plasma
Big Bang, Inflasi
kosmik, Relativitas
umum, Hukum
gravitasi universal
Lubang hitam, Latar belakang
radiasi kosmik, Galaksi, Gravitasi,
Radiasi Gravitasi, Planet, Tata
surya, Bintang
Fisika
atomik,
molekul, dan
optik
Fisika atom,
Fisika molekul,
Optik, Photonik
Optik quantum
Difraksi, Radiasi elektromagnetik,
Laser, Polarisasi, Garis spectral
Fisika
partikel
Fisika
akselerator,
Fisika nuklir
Model standar,
Teori penyatuan
besar, teori-M
Gaya Fundamental (gravitasi,
elektromagnetik, lemah, kuat),
Partikel elemen, Antimatter, Putar,
Pengereman simetri spontan, Teori
keseluruhan Energi vakum
Fisika benda
kondensi
Fisika benda
padat, Fisika
material, Fisika
polimer, Material
butiran
Teori BCS,
Gelombang Bloch,
Gas Fermi, Cairan
Fermi, Teori
banyak-tubuh
Fase (gas, cair, padat, Kondensat
Bose-Einstein, superkonduktor,
superfluid), Konduksi listrik,
Magnetism, Pengorganisasian
sendiri, Putar, Pengereman simetri
spontan
Bidang yang berhubungan
Ada banyak area riset yang mencampur fisika dengan bidang lainnya. Contohnya,
bidang biofisika yang mengkhususkan ke peranan prinsip fisika dalam sistem biologi,
dan bidang kimia kuantum yang mempelajari bagaimana teori kuantum mekanik
memberi peningkatan terhadap sifat kimia dari atom dan molekul. Beberapa didata di
bawah:
Akustik - Astronomi - Biofisika - Fisika penghitungan - Elektronik - Teknik -
Geofisika - Ilmu material - Fisika matematika - Fisika medis - Kimia Fisika -
Dinamika kendaraan
Teori palsu
Fusi dingin - Teori gravitasi dinamik - Luminiferous aether - Energi orgone - Teori
bentuk tetap
Sejarah
Artikel utama: Sejarah fisika. Lihat juga Fisikawan terkenal dan Penghargaan Nobel
dalam Fisika.
Sejak jaman purbakala, orang telah mencoba untuk mengerti sifat dari benda:
mengapa objek yang tidak ditopang jatuh ke tanah, mengapa material yang berbeda
memiliki properti yang berbeda, dan seterusnya. Lainnya adalah sifat dari jagad raya,
seperti bentuk Bumi dan sifat dari objek celestial seperti Matahari dan Bulan.
Beberapa teori diusulkan dan banyak yang salah. Teori tersebut banyak tergantung
dari istilah filosofi, dan tidak pernah dipastikan oleh eksperimen sistematik seperti
yang populer sekarang ini. Ada pengecualian dan anakronisme: contohnya, pemikir
Yunani Archimedes menurunkan banyak deskripsi kuantitatif yang benar dari
mekanik dan hidrostatik.
Pada awal abad 17, Galileo membuka penggunaan eksperimen untuk memastikan
kebenaran teori fisika, yang merupakan kunci dari metode sains. Galileo
memformulasikan dan berhasil mengetes beberapa hasil dari dinamika mekanik,
terutama Hukum Inert. Pada 1687, Isaac Newton menerbitkan Filosofi Natural Prinsip
Matematika, memberikan penjelasan yang jelas dan teori fisika yang sukses: Hukum
gerak Newton, yang merupakan sumber dari mekanika klasik; dan Hukum Gravitasi
Newton, yang menjelaskan gaya dasar gravitasi. Kedua teori ini cocok dalam
eksperimen. Prinsipia juga memasukan beberapa teori dalam dinamika fluid.
Mekanika klasik dikembangkan besar-besaran oleh Joseph-Louis de Lagrange,
William Rowan Hamilton, dan lainnya, yang menciptakan formula, prinsip, dan hasil
baru. Hukum Gravitas memulai bidang astrofisika, yang menggambarkan fenomena
astronomi menggunakan teori fisika.
Dari sejak abad 18 dan seterusnya, termodinamika dikembangkan oleh Robert Boyle,
Thomas Young, dan banyak lainnya. Pada 1733, Daniel Bernoulli menggunakan
argumen statistika dalam mekanika klasik untuk menurunkan hasil termodinamika,
memulai bidang mekanika statistik. Pada 1798, Benjamin Thompson
mempertunjukkan konversi kerja mekanika ke dalam panas, dan pada 1847 James
Joule menyatakan hukum konservasi energi, dalam bentuk panasa juga dalam energi
mekanika.
Sifat listrik dan magnetisme dipelajari oleh Michael Faraday, George Ohm, dan
lainnya. Pada 1855, James Clerk Maxwell menyatukan kedua fenomena menjadi satu
teori elektromagnetisme, dijelaskan oleh persamaan Maxwell. Perkiraan dari teori ini
adalah cahaya adalah gelombang elektromagnetik.
Arah masa depan
Artikel utama untuk bagian ini adalah: masalah tak terpecahkan dalam
fisika
Riset fisika mengalami kemajuan konstan dalam banyak bidang, dan masih akan tetap
begitu jauh di masa depan.
Dalam fisika benda kondensi, masalah teoritis tak terpecahkan terbesar adalah
penjelasan superkonduktivitas suhu-tinggi. Banyak usaha dilakukan untuk membuat
spintronik dan komputer kuantum bekerja.
Dalam fisika partikel, potongan pertama dari bukti eksperimen untuk fisika di luar
Model Standar telah mulai menghasilkan. Yang paling terkenal adalah penunjukan
bahwa neutrino memiliki massa bukan-nol. Hasil eksperimen ini nampaknya telah
menyelesaikan masalah solar neutrino yang telah berdiri-lama dalam fisika matahari.
Fisika neutrino besar merupakan area riset eksperimen dan teori yang aktif. Dalam
beberapa tahun ke depan, pemercepat partikel akan mulai meneliti skala energi dalam
jangkauan TeV, yang di mana para eksperimentalis berharap untuk menemukan bukti
untuk Higgs boson dan partikel supersimetri.
Para teori juga mencoba untuk menyatikan mekanika kuantum dan relativitas umum
menjadi satu teori gravitasi kuantum, sebuah program yang telah berjalan selama
setengah abad, dan masih belum menghasilkan buah. Kandidat atas berikutnya adalah
Teori-M, teori superstring, dan gravitasi kuantum loop.
Banyak fenomena astronomikal dan kosmologikal belum dijelaskan secara
memuaskan, termasuk keberadaan sinar kosmik energi ultra-tinggi, asimetri baryon,
pemercepatan alam semesta dan percepatan putaran anomali galaksi.
Meskipun banyak kemajuan telah dibuat dalam energi-tinggi, kuantum, dan fisika
astronomikal, banyak fenomena sehari-hari lainnya, menyangkut sistem kompleks,
chaos, atau turbulens masih dimengerti sedikit saja. Masalah rumit yang sepertinya
dapat dipecahkan oleh aplikasi pandai dari dinamika dan mekanika, seperti
pembentukan tumpukan pasir, "node" dalam air "trickling", teori katastrof, atau
pengurutan-sendiri dalam koleksi heterogen yang bergetar masih tak terpecahkan.
Fenomena rumit ini telah menerima perhatian yang semakin banyak sejak 1970-an
untuk beberapa alasan, tidak lain dikarenakan kurangnya metode matematika modern
dan komputer yang dapat menghitung sistem kompleks untuk dapat dimodelkan
dengan cara baru. Hubungan antar disiplin dari fisika kompleks juga telah meningkat,
seperti dalam pelajaran turbulens dalam aerodinamika atau pengamatan pola
pembentukan dalam sistem biologi. Pada 1932, Horrace Lamb meramalkan:
Saya sudah tua sekarang, dan ketika saya meninggal
dan pergi ke surga ada dua hal yang saya harap dapat
diterangkan. Satu adalah elektrodinamika kuantum, dan
satu lagi adalah gerakan turbulens dari fluida. Dan
saya lebih optimis terhadap yang pertama
RSS Feed