Historia de la Física


Historia de la física y su evolución a lo largo de la historia. 

Física en la Prehistoria
Los hombres prehistóricos sintieron gran curiosidad por los fenómenos físicos desde tiempos remotos, especialmente en campos como la astronomía (estaciones, ciclos lunares, movimiento de los planetas, posición de las estrellas en la esfera celeste, etc., de gran importancia para la agricultura y la orientación espacial), la óptica (refracción de la luz en el agua, útil para la pesca en ríos), la gravedad (movimiento parabólico de una jabalina para cazar una presa o de una flecha para atacar un enemigo) y muchos otros. Como vemos, la observación de dichos fenómenos físicos permitió desarrollar técnicas útiles para la supervivencia.

  • 32.000 a. C. - En los colmillos de un mamut aparecen dibujadas las estrellas de la constelación de Orión.
  • 8.000 a. C. - Se descubre en Escocia el calendario más antiguo del mundo, que muestra el trayecto de la Luna en sus 12 fases lunares anuales, coordinando así los ciclos solares y lunares. También señalaba la posición del Sol al amanecer en el solsticio de invierno. Estuvo en uso al menos durante 20 siglos.
  • 5.000 a. C. - Evidencia más antigua del uso de mecanismos de palanca, utilizado en una balanza simple.
  • 5.000 a. C. - Construcción del círculo de Goseck (Alemania), el observatorio astronómico más antiguo conocido.
  • 4.400 a. C. - Utilización de una palanca como pedal para un telar en el Antiguo Egipto.
  • 3.100 a. C. - Monumento megalítico de Stonehenge en Inglaterra, utilizado como observatorio astronómico. Permitía predecir las estaciones.

Física en la Antigüedad

Cigoñal o shaduf
Máquina simple, usada como palanca para subir agua desde un río, canal o pozo. Estaba formada por un palo apoyado en un soporte, con un extremo más largo y otro con un contrapeso para mantenerlo horizontal.
  • 1.900 a. C. - Observatorio Kokino (Macedonia): observatorio astronómico situado en la cima de un volcán. Estuvo en funcionamiento hasta el 700 a. C.. Se aprecian inscripciones que marcaban los puntos de salida del Sol en los solsticios de verano y de invierno y de los dos equinocios. También se señalaban las declinaciones lunares.
  • 1.600 a. C. - Disco celeste de Nebra (Alemania): representación en un escudo de la bóveda celeste y de fenómenos astronómicos. Estuvo en uso al menos durante 4 siglos.
Considerado el primer científico de la historia. Sustituyó las explicaciones mitológicas de los fenómenos naturales por teorías deductivas. Destacó como matemático, filósofo, físico y astrónomo. Trató de explicar el movimiento de los planetas.
  • Siglo V a. C. - Pitágoras y Empédocles aportaron conocimientos básicos para el desarrollo de la física
  • Siglo V a. C. - Anaxágoras es considerado el primer físico de la historia
  • Siglo V a. C. - Modelo atómico de Demócrito: propuso que si un pedazo de materia se dividía continuamente, se llegaría a un punto en que sería indivisible. A este grano minúsculo lo llamó átomo
Funda el Liceo en Atenas, donde busca una explicación racional a los fenómenos naturales aplicando una serie de hipótesis y leyes que se recogen en la conocida como física aristotélica.

Principios de la física aristotélica
  • Los objetos ligeros experimentan una fuerza hacia arriba y los pesados hacia abajo
  • La tierra y el agua son graves y descienden mientras que el aire y el fuego son ligeros y ascienden
  • La velocidad es inversamente proporcional a la densidad del medio
  • Los cuerpos sometidos a una fuerza experimentan un movimiento rectilíneo de velocidad constante
  • Los planetas desarrollan un movimiento circular perfecto
  • El tiempo está relacionado con el movimiento y el espacio
  • Negación del vacío, el espacio está lleno con el éter
  • Los átomos no pueden ser esféricos ya que habría un vacío entre ellos, por lo tanto la materia no puede ser atómica
  • Los objetos celestes están formados por materia no terrenal denominada quintaesencia
  • El Sol y los planetas son esferas perfectas y no cambian
  • La causa primera del movimiento de la primera esfera celeste y todo el universo es el motor inmóvil
  • 340 a. C. - Manuscrito más antiguo que se conserva en el que se menciona el uso de las palancas y en el que se menciona la famosa cita de Arquímedes "dadme una palanca suficientemente larga, un apoyo y podré mover el mundo"
  • Siglo III a. C. - Euclides fue un matemático griego cuyos elementos de geometría sirvieron de base para futuros estudios de física posteriores, lo cual nos muestra que la física y las matemáticas van siempre de la mano
(Siglo III a. C., Siracusa, Magna Grecia)
Fue uno de los científicos más importantes de la Antigüedad en los campos de las matemáticas, física, astronomía y filosofía. Destacó también como inventor de numerosas máquinas y artilugios.

Avances en física de Arquímedes
  • Fundamentos de hidrostática (experimento de la corona dorada con el que desarrolla el Principio de Arquímedes)
  • Fundamentos de estática
  • Principio mecánico de la palanca (se le atribuye la frase "dadme un punto de apoyo y moveré el mundo"
  • Tornillo de Arquímedes: mecanismo para transportar agua fácilmente de una zona baja a otra alta
  • Garra de Arquímedes: ingenio militar construido con un sistema de poleas y cadenas
  • Rayo de calor de Arquímedes: sistema de espejos para dirigir y concentrar la luz del sol sobre barcos enemigos
  • Siglo II - Ptolomeo fue un astrónomo y filósofo egipcio. Su mayor contribución fue el modelo geocéntrico en el cual la Tierra era el centro del sistema solar. Su sistema prevaleció casi 1400 años.
  • Siglo VI - El teólogo cristiano Juan Filópono introduce la teoría aristotélica del ímpetu para explicar el movimiento de un proyectil contra la gravedad

Física Medieval
  • Siglo X - Ibn Sahl publica en Bagdad un tratado sobre óptica en las que explica el fenómeno de la refracción de la luz
  • Siglo XII - Los árabes reintroducen la física aristotélica en Occidente y se producen avances en técnicas relacionadas con la mecánica, la metalurgia, la hidráulica o la orfebrería entre otros
  • Siglo XIII - Tras el descubrimiento de los cañones, se desarrollan estudios sobre artillería para calcular las trayectorias de los proyectiles 

Revolución Científica (s. XVI - XVII)
Desafió la visión geocéntrica de Ptolomeo al proponer un sistema planetario heliocéntrico donde el Sol es el centro alrededor del cual giran todos los planetas.
Propuso las leyes del movimiento planetario (Leyes de Kepler) donde establece las características del movimiento orbital de los planetas del sistema solar. A continuación se enumeran las tres Leyes de Kepler:
  • 1ª Ley: los cuerpos celestes tienen movimientos elípticos alrededor del Sol con este situado en uno de los focos de la elipse
  • 2ª Ley: las áreas barridas por los radios de los cuerpos celestes son proporcionales al tiempo en recorrerlas 
  • 3ª Ley: el cuadrado de los periodos orbitales es proporcional al cubo de la distancia al Sol
(Siglo XVII, Pisa)
Fue un astrónomo, físico, ingeniero y matemático italiano del Renacimiento. Es considerado el "padre de la física y la astronomía moderna" por sus logros, fundamentales para el desarrollo científico:
  • Inventa un telescopio mejorado que le permite realizar importantes descubrimientos como los cuatro principales satélites de Júpiter, las fases de Venus, las montañas de la Luna, las manchas solares y otros hallazgos que contribuyeron a reforzar la teoría heliocéntrica de Copérnico
  • Establece el principio del movimiento inercial y el que todos los cuerpos caen en el vacío con la misma aceleración. Ambos principios serían incorporados en las teorías de Newton
  • Contribuyó al establecimiento del método científico moderno
Fue un físico y matemático inglés. Por sus contribuciones a la mecánica clásica y otros campos de la física y de las matemáticas, es considerado uno de los científicos más importantes de la historia:
    • 1666 - Newton observa la descomposición de la luz al atravesar un prisma
    • 1687 - Publica su obra más conocida "Principios matemáticos de la filosofía natural"  o "Principia", en en el que recoge sus descubrimientos sobre mecánica y cálculo matemático.
      • 1ª Ley de Newton  (ley de la inercia): en ausencia de fuerza, el movimiento de un cuerpo permanece invariable
      • 2ª Ley de Newton (ley fundamental de la dinámica): la fuerza aplicada a un cuerpo es proporcional a la aceleración que experimenta
      • 3ª Ley de Newton (principio de acción y reacción): toda acción genera una reacción igual en sentido opuesto
      • Ley de gravitación universal: la atracción entre cuerpos es proporcional a sus masas y su cercanía
    • 1704 - Escribe su obra más importante sobre óptica (Optiks) en la que expone su teoría sobre la naturaleza corpuscular de la luz y los fenómenos de refracción, reflexión y dispersión de la luz

    Siglo XVIII
      • 1752 - Melville: inicia la espectroscopia de llama al quemar sal marina

      Siglo XIX
      • 1801 - Proust: establece la ley de las proporciones definidas
      • 1802 - Wollaston descubre líneas oscuras en los colores del espectro solar
      (Siglo XIX, Reino Unido)
      Fue un naturalista británico. Destacan su tabla de pesos relativos de los elementos y su modelo de Teoría atómica por el que los elementos están constituidos de partículas diminutas indestructibles e indivisibles llamadas átomos.
          • 1807 - John Dalton establece la ley de las proporciones múltiples
          • 1808 - Jonh Dalton desarrolla una teoría atómica por la cual, la materia está compuesta por átomos de masas distintas
          • 1811 - Avogadro teoriza sobre las moléculas
          • 1815 - W. Prout postula el átomo de hidrógeno como componente fundamental de todos los átomos
          (Siglo XIX, Reino Unido)
          Fue un científico británico pionero en el estudio del electromagnetismo y la electroquímica. Sus principales descubrimientos incluyen la inducción electromagnética, el diamagnetismo y la electrólisis.
                • 1821 - Faraday realiza un experimento de rotación magnética desarrollando un rotor  o motor homopolar
                • 1831 - Demuestra mediante un experimento el fenómeno de la inducción electromagnética, fundamento de los generadores y motores eléctricos así como de multitud de dispositivos electromecánicos
                • 1833 - Establece las leyes de la electrólisis
                • 1843 - Jaula de Faraday: demuestra que la electricidad permanecen en el exterior de un conductor
                • 1845 - Descubre el fenómeno del diamagnetismo
                • 1848 - Kelvin establece la escala absoluta de la temperatura
                • 1859 - J. Plücker establece los espectros de líneas como característicos de cada elemento
                (Siglo XIX, Reino Unido)
                Fue un científico y matemático británico. Logró formular la teoría clásica de la radiación electromagnética que unificaba por primera vez la electricidad, el magnetismo y la luz como manifestaciones de un mismo fenómeno.
                • 1865 - J.C. Maxwell presenta sus 4 ecuaciones y establece que la naturaleza de la luz es la de una onda electromagnética
                • 1869 - Mendeleiev: establece la tabla periódica
                • 1874 - C. J. Stoney: conceptos de la unidad elemental de cantidad de electricidad
                • 1886 - E. Godstein: los átomos presentan cargas positivas
                • 1891 - C. I. Stoney: teoriza sobre el electrón como unidad elemental de cantidad de electricidad
                • 1895 - J.B. Perrin: estudios sobre los rayos catódicos compuestos de partículas cargadas negativamente
                Fue un físico francés, famoso por ser el descubridor de la radiactividad por el cual recibió el premio Nobel de Física en 1903. Sus investigaciones contribuyeron también a la radioterapia y a desarrollar los primeros modelos atómicos.
                • 1896 - Becquerel descubre la radiactividad estudiando la fosforescencia de las sales de Uranio
                • 1900 - Becquerel descubre que la radiación beta está formada por electrones
                • 1896 - P. Zeeman observa el desdoblamiento de las líneas espectrales en presencia de campos magnéticos
                • 1897 - J.J. Thomsom: experimentos con rayos catódicos en los que se determina que están compuestos de electrones
                • 1898 - Marie Curie: descubrimiento del Radio y Polonio
                • 1898 - J.J. Thomson: determinación de la relación carga-masa del electrón
                • 1898 - J.J. Thomson establece su modelo atómico
                • 1899 - Haga y Wind experimentan con los rayos X
                • 1900 - M. Planck: radiación del cuerpo negro: cuantización del intercambio de energía y aparición de la constante h
                • 1900 - P. Villard: descubre los rayos gamma

                Siglo XX
                (Siglo XX, Nueva Zelanda)
                Fue un físico neozelandés. Estudió las partículas radiactivas logrando clasificarlas en alfa (α), beta (β) y gamma (γ). Se le debe el modelo atómico que incluye la existencia del núcleo atómico, de carga positiva.
                Fue un físico alemán nacionalizado estadounidense, considerado el científico más importante del siglo XX. Sus descubrimientos revolucionaron la mecánica clásica newtoniana.
                • 1905 - Einstein teoriza sobre la cuantización de la radiación, hipótesis heurística para la explicación del efecto fotoeléctrico
                • 1905 - Einstein expone su teoría especial de la relatividad (E=mc², con la velocidad de la luz c en el vacío constante)
                • 1907 - Einstein explica el calor específico de los sólidos mediante la hipótesis del cuanto de luz
                • 1916 - Presenta la teoría de la relatividad general, formulando un nuevo concepto de la gravedad
                • 1906 - J.J. Thomson: los rayos X como radiación electromagnética de longitud de onda corta
                • 1908 - H. Geiger: inventa el detector de radioactividad que lleva su nombre
                (Siglo XX, Copenhague, Dinamarca)
                Fue un físico danés. Sus investigaciones fueron determinantes para el desarrollo del modelo atómico y de la mecánica cuántica. Recibió el Premio Noble de Física en 1922.
                • 1916 - Sommerfeld y otros: cuantización de los sistemas periódicos y modelo atómico relativista
                • 1919 - Se confirma que la luz se curva en presencia de campos gravitatorios
                • 1919 - Primera reacción nuclear artificial bombardeando nitrógeno con partículas alfa
                • 1925 - W. Schrödinger: ecuación ondulatoria de la mecánica cuántica
                • 1925 - Determinación del spin electrónico
                • 1925 - Principio de exclusión de Pauli
                • 1926 - M. Born: interpretación probabilística de la función de onda como densidad de probabilidad
                Fue un físico teórico alemán. Es conocido por enunciar el Principio de indeterminación de Heisenberg y también por ser un personaje clave en el nacimiento de la mecánica cuántica.
                • 1925 - W. Heisenberg elabora la primera formulación de la mecánica cuántica
                • 1927 - Principio de indeterminación de Heisenberg por el que se afirma que es imposible medir simultáneamente de forma precisa la posición y el momento lineal de una partícula
                • 1932 - Dirac: se postula la antipartícula del electrón
                • 1932 - Detección experimental del positrón en los rayos cósmicos
                • 1932 - J. Chadwick: descubrimiento del neutrón
                • 1932 - Primer acelerador de partículas
                • 1932 - Primer ciclotrón de protones
                • 1935 - Teoría mesónica para la interacción fuerte
                • 1938 - Fisión del uranio por bombardeo con neutrones
                • 1938 - Descubrimiento del neptunio por fisión del uranio en ciclotrón
                • 1942 - Primera reacción en cadena de fisión nuclear controlada
                • 1942 - Descubrimiento del pión
                • 1945 - Primera detonación de una bomba de fisión nuclear
                • 1948 - Hipótesis del Big Bang para explicar el inicio del universo
                Primera cámara de burbujas
                Se inventa la cámara de burbujas de hidrógeno líquido para detectar el comportamiento de partículas subatómicas mediante la fotografía de sus trayectorias al generar burbujas de ebullición en dicha cámara.
                • 1952 - Primera cámara de burbujas inventada por Donald Arthur Glaser
                • 1954 - Creación del CERN para la Investigación Nuclear
                • 1960 - Primer láser
                Descubrimiento de los quarks
                Los físicos estadounidenses Murray GellMann y George Zweig proponen de forma independiente la necesidad de la existencia de los quarks como constituyentes fundamentales de las partículas elementales denominadas hadrones.
                • 1964 - Detección de la radiación cósmica de fondo
                • 1964 - Unificación de las teorías de interacción débil y electromagnética
                • 1974 - Aparición de la teoría de cuerdas
                (Siglo XX, Reino Unido)
                Fue un físico teórico y divulgador británico. Consagró buena parte de su carrera a teorizar sobre las propiedades de los agujeros negros y las deformaciones del espacio tiempo que le rodean.
                  • 1976 - Stephen Hawking teoriza que los agujeros negros pueden emitir radiación (radiación de Hawking)


                  Siglo XXI
                      • 2013 - En el CERN se confirma la existencia del Bosón de Higgs
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