Cando, a finais do século XIX, un mozo Max Planck expresou ante un profesor de física o seu desexo de dedicarse á disciplina, Recibiu a resposta de que non había cousas xeniais para aprender: o máis rápido posible a un físico nese momento era aclarar algúns detalles menores. Non obstante, Planck non tiña permiso para intimidar. Algúns anos máis tarde, as súas investigacións deron ao pistolletozo a partir da mecánica cuántica e, con ela, contribuíron a cambiar a imaxe do mundo para sempre.
Hoxe é un feito indiscutible que a física ten un longo camiño a percorrer. De feito, canto máis coñecemento os maiores físicos acumulen parecen ser os misterios que enfrontan. A continuación presentamos os nosos dez crebacabezas favoritos da física actual.
10. Os raios cósmicos ultra-anegadores
do espazo externo innumerables partículas alcanzan a terra. Aínda que este fenómeno é coñecido por algún tempo, hai algúns deles cuxa enerxía desafía toda a proporción. En 1991, un experimento en Utah detectou os rastros dos que máis tarde se coñecería como “partícula de GMO”, polas iniciais da expresión inglesa Oh meu Deus! (“Oh, meu Deus!”): Unha partícula cunha enerxía de 320 exaelectronvolts (320 × 1018 EV), a mesma que tería unha bola de tenis rápida. Afortunadamente, estas partículas aparecen con moi baixa frecuencia e, cando chegan ao noso planeta, están fracas coa atmosfera.
Crese que os raios cósmicos habituais (con enerxías miles de millóns de menores). Xeran en supernova restos, explosións estelares e outros fenómenos astrofísicos violentos. Os que teñen unha maior enerxía, con todo, procederían de aceleradores galácticos aínda non identificados. Fai uns anos, un estudo descubriu que estas partículas ultra-rápidas parecían proceder dunha área concreta do ceo no que, con todo, non parecía haber ningunha fonte identificable. Hoxe, o misterio das partículas máis enérxicas do cosmos aínda está aberto.
9. Superconductores de alta temperatura
Superconductores de alta temperatura estiveron ocupando físicos por máis de 30 anos. Como os superconductores tradicionais, estes materiais transportan electricidade sen resistencia. Non obstante, o fan a temperaturas ás que, en principio, este fenómeno non debería ocorrer.
Cando a corrente eléctrica flúe a través dos nosos cables, a parte da enerxía sempre está perdida. Isto non ocorre en materiais superconductores, que pode levar a electricidade sen ofrecer resistencia sempre que se arrefríen a temperaturas próximas ao cero absoluto. Neste caso, o principio subxacente está ben entendido: o fenómeno está baseado na formación de pares de electróns, coñecidos como “pares de cooperación”, que se xeran a temperaturas moi baixas e permiten que a electricidade circule sen perdas. Doutra banda, en superconductores de alta temperatura, o mecanismo responsable permanece non identificado.
Hoxe, o uso destes materiais é limitado. O termo “alta temperatura” é relativo, xa que se refire a temperaturas moito maiores que as que normalmente aparece o fenómeno, pero que en calquera caso permanece moi baixo (da orde de 140 graos por baixo de cero). Aínda así, a comprensión da superconductividade de alta temperatura podería abrir a porta a novas aplicacións e, baixo certas condicións especiais, quizais proporcione unha alternativa aos condutores tradicionais. 
8. Os buracos negros
buracos negros poden ser descritos como pozos escuros que tragan todo o que cae sobre eles para sempre. Os astrónomos sorprendentes teñen signos claros da súa existencia. Con todo, a súa última descrición en termos físicos permanece un misterio.
Estas estrelas están formadas cando unha estrela máis masivo que o Sol esgota seu combustible e entra en colapso sobre si mesmo por efecto do seu propio peso. Segundo a teoría da relatividade xeral de Einstein, os buracos negros deforman a xeometría do espazo circundante ata tal punto que nada que poida saír neles. Pero este fenómeno constitúe a orixe dun problema serio. Segundo a mecánica cuántica, a información dun sistema físico nunca pode perderse. Isto significa que, polo menos, en principio, sempre debe ser posible reconstruír a última configuración dun sistema de partículas desde o seu estado actual. Non obstante, que pasa se as partículas e toda a túa información desaparecen para sempre?
Esta paradoxa levou a algúns físicos a cuestionar a existencia de buracos negros, así como argumentan que as súas propiedades poderían ser moi diferentes ás que predicen a relatividade xeral. Pola súa banda, outros intentaron resolver o problema apelando ás propiedades cuánticas do espazo-tempo. As ideas sobre iso abundan. Sexa como sexa posible, o problema considérase durante décadas como un dos máis arduos que as caras de física teóricas. 
7. Turbulencia
A turbulencia: o fenómeno responsable da aparición de remolinos ou tornados en gases e líquidos, por exemplo, demostrouse que é un óso increíblemente duro. Fai décadas que os físicos tratan de modela, ata agora sen demasiado éxito. Esa dificultade teórica cola coa vida cotiá do fenómeno: aparece a turbulencia cando o vento sopra a auga ou elimina o leite do café, entre moitos outros exemplos.
A turbulencia pertence ao tipo de fenómenos coñecidos como “Non lineal”, entre os que tamén están incluídos os fenómenos caóticos. Os sistemas deste tipo son extremadamente sensibles aos cambios nas condicións iniciais, no sentido de que unha pequena alteración no estado do sistema pode modificar por completo a súa evolución posterior. Entre outras razóns, esta propiedade fai imposible predecir o comportamento a longo prazo dun fluído turbulento.
Todo ben, os físicos seguen a buscar leis universais para describir a turbulencia. Unha descrición xeral podería ser aplicada en unha infinidade de áreas :. A partir da previsión do tempo para a minimización da resistencia aerodinámica é moi fenómenos máis exóticos, como a formación de galaxias 
/p>
6. O descoñecido da gravidade
Sen gravidade O noso universo non existiría. Os seus efectos son obvios: é a forza que nos mantén pegadas á Terra, o que fai que os planetas se volvan ao redor do sol e o que cohese as galaxias. Con todo, os mecanismos subxacentes a esta forza fundamental seguir sendo un misterio.
No século XVII, Isaac Newton estableceu que dúas masas foron en todos conectados entre si por medio dunha forza que apareceu entre eles. No entanto, a principios do século pasado, Einstein demostrou que era un fenómeno moito máis complexo: segundo a teoría da relatividade xeral, a materia e a enerxía deforme a xeometría do espazo e do tempo, e isto afecta a forma en que se moven os corpos próximos .. Unha das previsións da teoría de Einstein é a existencia de ondas gravitacionais: deformacións do espazamento xeradas por grandes masas en movemento e que se propagan á velocidade da luz. Fai uns anos, e despois de varias décadas de busca, o experimento dos Estados Unidos foi capaz de detelos por primeira vez.
Con todo, a diferenza do que ocorre coas outras tres forzas fundamentais da natureza, os físicos non o teñen Non obstante, foi capaz de detectar Graviton, a hipotética partícula cuántica responsable da transmisión de interacción gravitatoria. O feito de que a gravidade é moitas ordes de magnitude máis débil que as outras interaccións da natureza fan que a partícula sexa prácticamente imposible de detectar. Outro gran misterio da gravidade é precisamente que: por que a súa intensidade é tan débil en comparación coas das outras forzas fundamentais. Con tantas preguntas e tan poucas respostas, a gravidade segue sendo un dos maiores crebacabezas da física contemporánea. 
5. ¿Tes o universo máis dimensións?
O espazo ordinario ten tres dimensións: cara abaixo, cara atrás e á esquerda-dereita. Non obstante, nada impide que teña máis. A teoría das cordas, por exemplo, prevé un espazo-tempo de dez dimensións: nove máis tempo, algo imposible de visualizar, pero perfectamente posible desde o punto de vista matemático. De feito, a idea de que o universo podería ter máis dimensións do que podemos ver non é novo, pero remóntase aos vinte anos do século pasado.
Pero, se existen, como serían esas dimensións adicionais? E por que non os percibimos? A resposta habitual é que sería dimensións microscópicas, só aparentes a escalas moi baixas do que podemos resolver cos nosos mellores experimentos. Outras posibilidades implican dar refuxio a outros universos. Ata agora, con todo, nin os grandes aceleradores de partículas nin outros experimentos conseguiron obter signos de dimensións complementarias. 
4. Material e enerxía escura
Os corpos celestes que son familiares non son máis que unha pequena fracción de todo o que existe.Segundo todas as observacións e modelos, radiación e materia que coñecemos (luz e átomos que compoñen planetas, estrelas e todo o que podemos ver) apenas daría unha conta do 5 por cento do contido enerxético total do universo. O resto está composto por dous axentes de natureza descoñecida, coñecida como materia escura e enerxía escura.
tal suposición está baseada en observacións astronómicas. Por exemplo, a velocidade á que as estrelas xiran nas galaxias deberían facelas desintegraras, algo que non sucede. Para explicalo, os físicos postulan que as galaxias están inmersas en enormes nubes formadas por algún tipo de materia invisible. Ata hoxe, con todo, ninguén sabe o que está composto esta “materia escura”, o que daría unha conta do 25 por cento de toda a enerxía presente no cosmos. A hipótese máis común postula que está formada por partículas elementais que non absorben ou emiten luz, aínda que ata agora ningún experimento foi capaz de detectalos.
Pero o misterio non acaba por alí. A maior parte da enerxía do Cosmos corresponde á enerxía escura, o misterioso axente ao que os físicos atribúen a expansión acelerada do universo. A enerxía escura contrarrestaría a forza da gravidade (que tendería a deter a expansión cósmica) e, segundo todos os cálculos, sería responsable do 70 por cento de toda a enerxía presente no universo actual. 
3. Unha teoría unificada
Numerosos físicos, Einstein incluídos, soñaron coa posibilidade de formular unha teoría a partir da cal todas as leis da natureza poderían derivarse. E aínda que ata agora todos os intentos non foron exitosos, non algúns investigadores están convencidos de que tal teoría final debería existir.
Un gran paso nesta dirección provén das chamadas “Grandes teorías de unificación” (Gut, para o seu acrónimo En inglés), que proporcionaron modelos que aspiran a describir con algunhas regras básicas tres das catro interaccións fundamentais da natureza: electromagnética nuclear, desintegracións radioactivas e forte nuclear (responsable de manter os núcleos dos átomos). Dado que estas tres interaccións teñen unha descrición matemática similar, moitos físicos consideran probables que poden derivarse dunha única teoría.
Con todo, unha verdadeira “teoría de todos” tamén debe explicar a gravidade. Hoxe, o candidato máis popular é a teoría das cordas, así como unha hipotética xeneralización da súa coñecida como teoría M. En canto a unha explicación cuántica da gravidade, unha alternativa á teoría da corda é a gravidade cuántica dos loops. Non obstante, todos os intentos feitos ata agora continúan afrontando grandes problemas teóricos e experimentais. De feito, podería suceder que non existise unha teoría de tales características. 
2. A descrición cuántica da realidade
baixo certas condicións, as partículas cuánticas parecen estar conectadas entre si, aínda que estean separadas por grandes distancias. Este fenómeno, coñecido como entrelazado, foi cifamente cualificado por Einstein como “acción fantasmagórica”. Cando dúas partículas están entrelazadas, as medidas feitas nun deles permiten predecir as propiedades do seu compañeiro, aínda que isto está lonxe e outro e outro xa non pode interactuar. Por outra banda, as partículas cuánticas non parecen ter propiedades ben definidas ata que non sexan medidas nun experimento: antes dunha medida, só se describe un sistema cuántico en termos de probabilidades.
por estraños Isto pode parecer, tales propiedades foron verificadas unha e outra vez en todo tipo de experimentos. Non obstante, non hai un consenso claro sobre que noción de realidade física subliña tales fenómenos. A realidade depende da forma en que o investigamos? ¿Hai outros universos nos que se materializaron diferentes probabilidades cuánticas? ¿A interpretación habitual da función de onda é correcta? Sexa como sexa posible, a mecánica cuántica parece orientar os límites da nosa comprensión: a nivel fundamental, o universo parece ter unha estrutura completamente diferente da que nos di a nosa experiencia diaria. 
1. O comezo e fin do cosmos
Como comezou todo? Como vai acabar? Hai o comezo e o final? Os filósofos non son os únicos que tratan estes problemas. Para moitos investigadores, tanto o pasado como o futuro do universo son os misterios máis elementais da física.A teoría da gran explosión ten como obxectivo a todas as materias, a enerxía, o espazo e o tempo, orixinaríase a partir dun estado de densidade infinita coñecida como “singularidade”. Non obstante, ata agora, ninguén atopou unha descrición física satisfactoria do estado inicial de suposición ou a primeira fracción dun segundo despois da gran explosión.
En canto ao destino do universo, as respostas dispoñibles non son moito superior. Unha cousa é verdadeira: neste momento o cosmos está a expandir a unha velocidade crecente. Nunca pode parar, pero tamén podería evolucionar cara a un estado final estacionario ou mesmo revertir a súa dinámica actual e terminar nunha “gran implosión”, despois de que todo podería comezar de novo. Se este é o caso, isto podería responder á pregunta do que era antes da gran explosión.
janosch deeg