Los dominios básicos de la físicaLa física clásica es suficientemente adecuada para solventar la mayor parte de problemas técnicos humanos, así como para explicar la estructura general del sistema solar y el universo. Sin embargo, ofrece respuestas parciales e insatisfactorias a ciertosproblemas cosmológicos.
Se denominafísica clásica a lafísica basada en los principios previos a la aparición de lamecánica cuántica. La física clásica se divide enfísica clásica newtoniana (pre-relativista) yfísica clásica relativista. La física clásica incluye el estudio de lamecánica newtoniana, lamecánica relativista, latermodinámica, elelectromagnetismo, laóptica, laacústica, ladinámica de fluidos, entre otras. La física clásica se consideradeterminista (aunque no necesariamente computable o computacionalmente predecible), en el sentido de que el estado de un sistema cerrado en el futuro depende exclusivamente del estado del sistema en el momento actual.La definición de física clásica depende del contexto. Por regla general, lo más común es que la expresiónfísica clásica se refierió originalmente a la física anterior al siglo XX, mientras quefísica moderna generalmente designa a la física posterior a 1900 que incorpora elementos de la mecánica cuántica y la relatividad.[1] Sin embargo, modernamente se opone el concepto de física clásica (newtoniana y relativista) frente a física cuántica (tanto relativista como no relativista).[2][3][4]
El estudio de la física clásica en la actualidad incluye:
Objetividad de lasmagnitudes físicas, según la cual magnitudes como la posición, elmomento lineal, lavelocidad, elmomento angular, etc. preexisten con independencia del observador y para cada instante del tiempo tienen un valor bien definido (aunque no necesariamente igual para todos los observadores). Esto contrasta con algunas interpretaciones de la mecánica cuántica que rechazan la objetividad tal como aquí se ha definido.
Determinismo de la evolución temporal del sistema, que implica que los valores de las magnitudes físicas del sistema satisfacenecuaciones diferenciales bien definidas, de tal manera que conocidos los valores iniciales puede predecirse el valor de dichas magnitudes en el futuro a partir de las ecuaciones diferenciales. Esto también contrasta con la mecánica cuántica que concede un papel a la evolución no determinista: tras una medida se produce uncolapso de la función de onda hacia un estado compatible con la medida de manera no determinista, aunque en este proceso las probabilidades de los posibles estados finales están fijadas, no lo está el estado concreto al que se llegará.
En la mecánica cuántica algunos resultados sugieren que el resultado de unamedida no realizada no existe hasta el momento de la realización, con lo cual no parece que se pueda hablar de algunas propiedades medibles como cosas preexistentes con independencia del proceso demedición. Por otra parte, si bien lafunción de onda de la mecánica cuántica puede evolucionar de manera determinista de acuerdo a una ecuación determinista (como por ejemplo laecuación de Schrödinger, verpostulado V de la mecánica cuántica), cuando se realiza una medida se acepta que dicho proceso es intrínsecamente aleatorio (verpostulado IV).[6]
Representación de un átomo dehelio, la física clásica no puede explicar adecuadamente la existencia de átomos estables, de acuerdo con sus predicciones los electrones "orbitantes" deberían colapsar sobre el núcleo tras un breve período.
En la inmensa mayoría de aplicaciones prácticas delmundo macroscópico no hay restricciones de la aplicación de la física clásica y sus principios, ya que son muy pocos los sistemas que realmente requieren un tratamiento cuántico o relativista. Sin embargo, al tratar conátomos aislados omoléculas, lasleyes de la Física clásica no describen correctamente esos sistemas. Incluso la teoría clásica de laradiación electromagnética es, de alguna manera, limitada en su capacidad de proveer descripciones correctas, dado que laluz es inherentemente un fenómeno cuántico. Al contrario que la física cuántica, la clásica se caracteriza, generalmente, por un principio de completodeterminismo.
Elparadigma actual principal de la física es que las leyes fundamentales de la naturaleza son las leyes de lafísica cuántica y la teoría clásica es la aplicación de las leyes cuánticas al mundo macroscópico. Aunque en la actualidad esta teoría es más asumida que probada, uno de los campos de investigación más activos es lacorrespondencia clásica-cuántica. Este campo de la investigación se centra en descubrir cómo las leyes de la física cuántica producen física clásica en el límite del mundo macroscópico.
