¿Por qué la mayor parte de la física está relacionada de alguna manera con la luz? [cerrado]

La luz existe en la naturaleza, por lo que los físicos estaban obligados a estar interesados ​​en ella en algún momento. Pero la luz es especial en cierto sentido. Todo lo que vemos, lo vemos con luz. Nuestros ojos son sensibles a los campos electromagnéticos que componen esta luz. Además, la principal fuerza que mantiene unidas a las estrellas es el electromagnetismo, que es la interacción de la materia y la luz descrita por la electrodinámica cuántica (QED). Sin electromagnetismo, la gravedad sería la única fuerza de largo alcance sin nada que se le oponga (excepto tal vez el Principio de Exclusión de Pauli, pero ese es un asunto diferente) y la materia se aplastaría en sí misma en una región muy densa formando agujeros negros.

Además de eso, Einstein descubrió que la velocidad a la que viaja la luz,$c$, es una cantidad invariante en el universo. A partir de ahí se puede construir toda la relatividad especial de la que dependen todas las teorías modernas.

Como si esto no fuera suficiente, la Relatividad General, que es la teoría de la gravedad, también se basa en cómo se curva el espacio-tiempo. El espacio-tiempo es la fusión del espacio en el tiempo en una sola entidad que codifica la relación de espacio y tiempo y cómo se transforma de cuadro a cuadro (aquí es donde se derivan las ecuaciones de dilatación del tiempo y contracción de la longitud). Se encontró que el espacio-tiempo era la descripción correcta de la naturaleza, y se descubrió porque la luz, como una partícula sin masa, siempre debe viajar a$c$.

Entonces, para resumir, la luz es especial porque fue la primera partícula sin masa descubierta. Como se describió anteriormente, esto condujo a una cascada de nuevos descubrimientos en los últimos 110 años. Nos referimos a la "velocidad de la luz" como si la luz fuera especial pero no lo es. Probablemente sería mejor hablar de la "velocidad de todas las partículas sin masa", pero por razones históricas no hacemos eso. Por lo tanto, en realidad, en mi opinión, la razón real por la cual los físicos aman la luz es porque durante muchos años antes de que se descubrieran las interacciones débiles y fuertes, el electromagnetismo era el juego principal en la ciudad junto con la termodinámica que también involucraba la luz .

La luz es un fenómeno raro ya que no tiene masa. La mayoría de las partículas tienen masa y, por lo tanto, no pueden actuar de la forma en que lo hace la luz, que es moverse a la velocidad de la luz. A esta velocidad, debido a la relatividad, la luz se mueve a la misma velocidad independientemente de tu perspectiva; no importa lo rápido que puedas moverte, nunca podrás alcanzar la luz, y aunque te esfuerces más por hacerlo, la luz siempre parecerá moverse a la misma velocidad alejándose de ti.

En lugar de la palabra luz sería mejor usar la palabra electromagnetismo. Newton y Young estaban fascinados con la descomposición de la luz blanca en sus colores y con las franjas detrás de los bordes. Desde Maxwell era obvio que la luz era solo una pequeña parte del espectro electromagnético. Más tarde se descubrió la energía nuclear débil y la fuerte. Pero en nuestra vida solo estaban las dos fuerzas electromagnetismo y gravitación que sentimos todos los días. Sobre la gravitación es sólo decir que estamos sujetos a ella y que especulamos sobre la curvatura del espacio en dependencia de las masas.

Sobre electromagnetismo sabemos mucho y lo usamos todos los días. Sabemos que la radiación EM es el resultado de partículas aceleradas. Desde Lorentz sabemos cómo unir los tres fenómenos: carga en movimiento, campo magnético y fuerza mecánica. los dispositivos resultantes son el generador eléctrico, el electromotor y la bobina magnética. El láser y el LED también son fenómenos EM. Para la comprensión de los compuestos químicos también es útil conocer el electromagnetismo.

Hay mucha física en la que no necesitas conocimientos de EM. pero cada vez que profundizas en algún fenómeno acabas con él. Pruébalo.