Este documento describe brevemente la historia de los intentos de unificar las cuatro fuerzas fundamentales en la física. Comenzó con la unificación de la gravitación y el electromagnetismo, y continuó con la mecánica cuántica que reveló dos fuerzas nucleares adicionales. Teorías posteriores como la relatividad especial, el modelo electrodébil y el modelo estándar unificaron con éxito algunas fuerzas, pero aún se busca una "teoría del todo" que una la gravedad con las otras tres fuerzas. Algunas propuestas

1. TEORÍAS DE LA
UNIFICACIÓN DE LA FÍSICA

2. En lo que refiere a la unificación de fuerzas se
puede decir que se ha tratado de hacer, en la
época de Newton, surge la primera unificación
de Fuerza la Gravitación Universal, un tiempo
después.
Todavía en la antigüedad se creía que solo tres
fuerzas habían; la fuerza de la gravitación, la
fuerza de electricidad, la fuerza del
magnetismo.
Pero, luego de hacer experimentos se logró la
primera unificación de la electricidad y el
magnetismo con ayuda de Maxwell.

3. RELATIVIDAD VS CUÁNTICA
Unificar dos fuerzas tan diferentes habría supuesto
una ardua tarea para Einstein peor aun cuando
apenas había comenzado a investigar, vio como
unos como unos drásticos cambios en el mundo
del a física le dejaban atracción.
En 1930 la meta de Einstein de la unificación se
venía abajo, mientras la mecánica cuántica
desvelaba los secretos del átomo. Los científicos
descubrieron que la gravedad y el
electromagnetismo no eran las únicas fuerzas que
regían el universo, al investigar acerca del a
estructura del átomo descubrieron dos fuerzas
más:

4. * Fuerza nuclear fuerte.- Actúa como el pegamento,
mantiene unido el núcleo de cada átomo y agrupa a
protones y neutrones.
* Fuerza nuclear débil.- Permite que los neutrones se
conviertan en protones emitiendo una radiación
durante el proceso.

5. RELATIVIDAD Y MECÁNICA
CLÁSICA
Johannes Kepler (1571-1630)
describió por primera vez el
movimiento de los planetas con
sus leyes de Kepler.
Galileo Galilei (1564-1642) reflexionó
sobre el movimiento de los cuerpos,
estableciendo lo que se puede
considerar la relatividad clásica o
de Galileo.

6. Isaac Newton (1643-1727) en su obra “Philosophiae Naturalis Principia
Mathematica” estableció las tres leyes de Newton del movimiento,
basándose en la relatividad de Galileo, estableciendo así la base de la
mecánica clásica, así como la ley de Gravitación Universal. Con las
leyes de Newton y la ley de la Gravitación Universal, se pueden deducir
y explicar las Leyes de Kepler.

7. La mecánica clásica fue un gran
adelanto para explicar el
funcionamiento del mundo
macroscópico y de velocidades
mucho menores que la de la luz,
esto es, para explicar los fenómenos
cotidianos y el movimiento
planetario.

8. Newton y Gottfried Leibniz
(1646-1716) descubrieron
(de manera independiente
ambos) el cálculo integral y
diferencial. En la actualidad
se emplea la notación de
Leibniz.

9. La mecánica cuántica nos muestra que todas las fuerzas de la
naturaleza excepto la gravedad funcionan a escala microscópica.
Pero existen algunos terrenos del universo que no llegaremos a
comprender por completo hasta que no lleguemos a una teoría
unificada, el mejor ejemplo para este fenómeno lo constituyen los
agujeros negros.

10. Un astrónomo alemán llamado Karl
Schwarzschild menciono los agujeros
negros por primera vez en 1916, él
dedujo que una enorme cantidad de
masa como la de una estrella
concentrada en un área muy
reducida absorbería el tejido espacio
temporal con tal fuerza que nada, ni
siquiera la luz podría evitar su atracción
gravitacional.

11. La mecánica cuántica es muy efectiva para los objetos
pequeños y la relatividad general es la adecuada para
estrellas y galaxias, pero los átomos, los objetos minúsculos y las
galaxias forman parte de un mismo universo no podemos
seguir con un método para tratar los átomos y otro para las
estrellas.
Una de las razones es que, aunque tengan la misma
dependencia con la distancia, son extremadamente
diferentes en su intensidad: la fuerza de la gravedad es unas
1040 veces más débil que, por ejemplo, la eléctrica.

12. ELECTROMAGNETISMO
James Clerk Maxwell (1831-1879) unificó todo el conocimiento sobre
electricidad, magnetismo y óptica realizado en el pasado por Ampere,
Coulomb, Faraday, Gauss y otros, con sus cuatro ecuaciones de
Maxwell en 1864. Estas ecuaciones describen todos los fenómenos
electromagnéticos, unificando los campos eléctricos y magnéticos en
un solo concepto: el campo electromagnético. Un hecho llamativo de
esta teoría es que predice la velocidad de la luz en el vacío

13. RELATIVIDAD ESPECIAL, GENERAL Y
MECÁNICA RELATIVISTA
Las ecuaciones de Maxwell sin
embargo, entraban en conflicto con la
mecánica clásica. Para
compatibilizarlas, los científicos
mantuvieran vigente la idea del
movimiento absoluto.
Finalmente, Albert Einstein (1879-
1955) enunció la Teoría Especial
de la Relatividad, (1905), que
generalizaba la relatividad de
Galileo, y con ella, surgió la
mecánica relativista, que amplía
a la mecánica clásica en la
explicación de los fenómenos
de velocidades cercanas a la
de la luz.

14. Hechos llamativo son la relativización del tiempo y el espacio, la
absolutización de las leyes fundamentales, la equivalencia masa-
energía (E=mc^2) o el Principio de Equivalencia

15. MECANICA CUANTICA
La mecánica cuántica se
inició con Max Planck (1858-
1947), y recibió contribuciones
importantes de: De Broglie,
Schrödinger, Heidelberg, Bohr,
etc.
. La mecánica cuántica
explica los fenómenos de lo
muy pequeño (átomos y
partículas subatómicas),
siempre que su velocidad no
se acerque a la de la luz.
Hechos llamativos de
la mecánica
cuántica son: la
dualidad onda-
partícula, la
cubanización de la
energía y el principio
de incertidumbre.

16. MODELO ELECTRODEBIL
El Modelo Electro débil unifica el
electromagnetismo y la interacción nuclear
débil, dos de las cuatro fuerzas
fundamentales. Muestra que el
electromagnetismo y la interacción nuclear
débil son en realidad una única fuerza a
altísimas temperaturas, que se muestran como
distintas a las temperaturas del mundo
cotidiano. El modelo electro débil fue
desarrollado en los años 1960 por Glasgow,
Salam y Weinberg.

17. MODELO ESTÁNDAR
El Modelo Estándar de la Física de partículas es
una teoría cuántica de campos que explica (pero
no unifica) tres de las cuatro interacciones
fundamentales (electromagnetismo, interacción
nuclear fuerte e interacción nuclear débil),
dejando solamente a la gravedad fuera. Fue
desarrollada en los años 70 del siglo XX, y es
consistente con la mecánica cuántica y la
relatividad especial.
El Modelo Estándar describe todas las partículas
basándose en partículas fundamentales de
materia (6 quarks, 6 leptones y sus antipartículas), y
partículas portadoras de fuerzas (como el fotón).

18. INTENTOS DE UNIFICACIÓN
COMPLETA
Los principales son las 5 teorías de cuerdas y la teoría M que pretende
unificarlas. A las teorías de cuerdas actuales se les llama “teorías de
supercuerdas” porque se ha introducido la supersimetría en ellas. Es decir, las
teorías de supercuerdas son teorías de cuerdas supersimétricas
. En lugar de múltiples partículas microscópicas, la teoría de cuerdas afirma
que todo en el universo, todas las fuerzas y toda la materia está compuesta
por un solo ingrediente: unos minúsculos hilos de energía vibrantes conocidos
como “cuerdas”.

19. El camino seguido por Heim es
reescribir las ecuaciones de la
relatividad en un marco cuántico.
Es una teoría geométrica, como
la relatividad, pero en la que todo
(gravedad, electromagnetismo,
la propia materia) es
consecuencia de la curvatura del
espacio-tiempo. Las
consecuencias son asombrosas
ya que el electromagnetismo y la
gravedad resultan vinculados,
abriendo la posibilidad de
manipular la gravedad a través
del electromagnetismo.

20. GRACIAS POR SU
ATENCIÓN PRESTADA