Astronomía y Astrofísica

   La astronomía, que significa etimológicamente "el conocimiento de las estrellas", es la ciencia encargada de observar y explicar los cuerpos y los eventos fuera de la Tierra.

   Una vez que se comprendió que los elementos que forman los "objetos celestes" eran los mismos que conforman la Tierra, y que las mismas leyes de la Física se aplican a ellos, había nacido la Astrofísica como una aplicación de la física a los fenómenos observados por la astronomía.

   La mayoría de los astrónomos (si no todos) tienen una sólida preparación en física, y las observaciones son siempre puestas en su contexto astrofísico, así que los campos de la astronomía y astrofísica están frecuentemente enlazados.

   En su historia temprana, la astronomía suponía sólo la observación y predicción de los movimientos de los objetos celestes que pudieran ser identificados a simple vista. Los griegos hicieron importantes contribuciones a la astronomía, pero el progreso se detuvo casi por completo en la Edad Media, excepto por el trabajo de algunos astrónomos árabes.

   La astronomía es una de las pocas ciencias en las que los aficionados aún pueden jugar un papel activo, especialmente en el descubrimiento y seguimiento de fenómenos como curvas de luz de estrellas variables, descubrimiento de asteroides y cometas etc. No debe confundirse la Astronomía con la Astrología, pseudociencia que afirma que el destino de las personas y de los asuntos humanos en general se encuentran relacionados con las posiciones aparentes de los cuerpos astronómicos en el cielo.

   Aunque ambos campos comparten un origen común, son muy diferentes; los astrónomos siguen el método científico, mientras que los astrólogos no. Además los astrólogos no han asumido todavía la precesión de los equinoccios, un descubrimiento que se remonta a Hiparco.

   El estudio de los planetas de nuestro Sistema Solar ha sido en tiempos recientes considerado una disciplina aparte, llamada Ciencias Planetarias o Planetología.

Física atómica

   La física atómica estudia las propiedades y el comportamiento de los átomos. John Dalton (1766-1844), generalmente reconocido como el fundador de la teoría atómica de la materia, pese a que el atomismo tuvo continuados exponentes desde el tiempo de Demócrito. Dalton dio a la teoría contenido científico sólido y la transformó así en la base de la física y de la química. Los átomos de un elemento, dijo, son iguales pero el átomo de un elemento difiere del átomo de otro. Creyó que los átomos eran indivisibles.

   Física molecular: Es la parte de la Física que explica la estructura molecular, el enlace químico y las propiedades físicas que presentan las moléculas.

Física nuclear

La Física Nuclear es una rama de la física que estudia las propiedades y el comportamiento de los núcleos atómicos. La Física nuclear es conocida mayoritariamente por la sociedad en su papel en la energía atómica en centrales nucleares y en el desarrollo de armas nucleares, tanto de fisión como de fusión nuclear. En un contexto más amplio se define la Física nuclear y física de partículas como la rama de la física que estudia la estructura fundamental de la materia y las interacciones entre partículas subatómicas.

Óptica

   La óptica es la rama de la Física que estudia el comportamiento de la luz y, más generalmente, de las ondas electromagnéticas. Según el modelo utilizado para la luz, se distingue entre las siguientes ramas, por orden creciente de precisión (cada rama utiliza un modelo simplificado del empleado por la siguiente):

• La óptica geométrica: Trata a la luz como un conjunto de rayos que cumplen el principio de Fermat. Se utiliza en el estudio de la transmisión de la luz por medios homogéneos (lentes, espejos), la reflexión y la refracción.

• La óptica ondulatoria: Considera a la luz como una onda plana, teniendo en cuenta su frecuencia y longitud de onda. Se utiliza para el estudio de difracción e interferencia.

• La óptica electromagnética: Considera a la luz como una onda electromagnética, explicando así la reflectancia y transmitancia, y los fenómenos de polarización y anisotropía.

• La óptica cuántica u óptica Física: Estudio cuántico de la interacción entre las ondas electromagnéticas y la materia, en el que la dualidad onda-corpúsculo desempeña un papel crucial.

Biofísica

   Ciencia que estudia la Biología con los principios y métodos de la Física. Se discute si la biofísica es una rama de la física o de la biología. Desde un punto de vista puede concebirse que los conocimientos y enfoques acumulados en la física "pura" pueden aplicarse al estudio de los sistemas biológicos. En ese caso la biofísica le aporta conocimientos a la biología, pero no a la física. Ejemplos en ese sentido son la física de la audición, la biomecánica, etc.

   Otros estudiosos consideran que existen ramas de la física que deben desarrollarse a profundidad como problemas físicos específicamente relacionados con la materia viviente. Así, por ejemplo, las polímeros biológicos (como las proteínas) no son lo suficientemente grandes como para poderlos tratar como un sistema mecánico, a la vez que no son lo suficientemente pequeños como para tratarlos como moléculas simples en solución. Los cambios energéticos que ocurren durante una reacción química catalizada por una enzima, o fenómenos como el acoplamiento químico-osmótico parecen requerir más de un enfoque físico teórico profundo que de una evaluación biológica.

   Entre esos dos extremos aparecen problemas como la generación y propagación del impulso nervioso donde se requiere de un pensamiento biológico, mas un pensamiento físico así como algo cualitativamente nuevo que aparece con la visión integradora del problema.

   Una cuestión central en la biofísica es la necesidad o no de nuevas leyes de la física para explicar las propiedades de la materia viva. La gran mayoría de los autores se inclina por considerar que no es necesario cambiar ninguna de las leyes fundamentales de la física para entender los sistemas biológicos.

Química física