Descubre las cuatro fuerzas fundamentales en la naturaleza

Desde principios del siglo XX, los físicos han reconocido cuatro fuerzas fundamentales, o interacciones, que abarcan todos los fenómenos conocidos de la naturaleza. Tres de cada cuatro se han caracterizado de forma rigurosa y matemática mediante el Modelo Estándar , formulado a principios de la década de 1970. Las cuatro fuerzas son la fuerza nuclear fuerte (también conocida como la fuerza del color), la fuerza nuclear débil (media la desintegración beta), la fuerza electromagnética y la gravedad .

Las fuerzas de la naturaleza probablemente se unieron inmediatamente después del Big Bang.

A energías muy altas, la fuerza nuclear débil y la electromagnética se unen (comienzan a comportarse de manera intercambiable), mientras que a fuerzas aún más altas, se cree que la fuerza fuerte se une con la electrodébil y, finalmente, la fuerza electrodébil fuerte se une con la gravedad. Se cree que los cuatro se unieron un instante después del Big Bang, en las primeras etapas de la formación del universo.

La gravedad es una de las cuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza.

La fuerza nuclear fuerte mantiene unidos a los protones y neutrones en el núcleo atómico . Más específicamente, está mediado por el intercambio de gluones entre quarks que forman protones y neutrones. Es 100 veces más fuerte que la fuerza electromagnética. Cuando los núcleos se rompen en reacciones nucleares, se libera energía de esta fuerza. Descrito por la teoría de la física llamada cromodinámica cuántica, pierde toda su fuerza en distancias mucho más amplias que el núcleo atómico.

La fuerza electromagnética es aquella con la que la gente está más familiarizada y es responsable de todas las reacciones químicas y de las propiedades físicas más reconocibles, como la luz. Está mediada por fotones, que constituyen toda la radiación electromagnética, desde los rayos cósmicos hasta la luz visible y las ondas de radio de frecuencia extremadamente baja. Tanto el calor como la luz están formados por fotones.

Las interacciones de fuerzas electromagnéticas están determinadas por la carga eléctrica. La razón por la que las personas no se caen de una silla mientras están sentadas en ella es que la carga negativa de las capas de electrones atómicos que forman el cuerpo es repelida por la carga negativa de las capas de electrones que forman la silla. Las ondas de fotones disminuyen en fuerza según el cuadrado de la distancia de su fuente.

La fuerza nuclear débil es responsable de una gama relativamente pequeña de interacciones fundamentales. Interviene en la desintegración beta, que es lo que sucede cuando un neutrón se descompone en un protón y un electrón o positrón. Mediada por los bosones W y Z, es aproximadamente cien mil millones de veces más débil que la electromagnética. Solo opera en distancias cortas.

La gravedad es la más débil de todas las fuerzas, pero la más generalizada del universo porque es generada por todos los cuerpos con masa. La gravedad es 10 36 veces más débil que la fuerza electromagnética, lo que dificulta su análisis matemático. Las partículas que se cree que median la gravedad, los gravitones, aún no se han detectado. La gravedad también se diferencia de las otras fuerzas en que aún no se ha integrado con las otras de una forma matemática rigurosa. Los físicos han estado buscando una teoría para unificar la gravedad con las otras fuerzas durante casi un siglo, sin suerte hasta ahora.