Die Physik wendet wissenschaftliche Methoden an, um die grundlegendsten Prinzipien der Natur zu verstehen: Materie und Energie und wie sie interagieren. Ein Physiker spezialisiert sich normalerweise auf einen Bereich der Physik, obwohl sich viele Disziplinen überschneiden.
Astrophysik und Kosmologie sind Beispiele für Wissenschaften, die damit beauftragt sind, die Mysterien des Lebens zu enträtseln, während sie sich in großem Umfang abspielen. Von Schwarzen Löchern bis hin zu Supernovae ist es die Aufgabe dieses Zweigs, die Geburt von Sternen, das Einstürzen von Galaxien und den Beginn des Universums zu erklären.
Die Geophysik beschäftigt sich mit dem Verständnis der Erde aus der Sicht elektromagnetischer, seismischer und radioaktiver Phänomene. Plattentektonik, Geologie, Atmosphärenwissenschaften, Klimatologie und Ozeanographie sind nur eine Handvoll Wissenschaften, die in den Zuständigkeitsbereich dieses Gebiets fallen. Dank dieses Teilgebiets der Physik haben Wissenschaftler ein besseres Verständnis von Ereignissen wie Erdbeben, Vulkanausbrüchen, Gebirgsbildung und Kontinentalverschiebung.
Atom- und Kernphysik, zusammen mit ihren verschiedenen Disziplinen, beschäftigen sich mit einem der grundlegendsten Gebiete der Natur – dem Verständnis des Atoms. Kernkraft, Radioaktivität, medizinische Bildgebungssysteme, Herzschrittmacher und die Atomuhr sind nur einige der Vorteile, die aus diesen Bereichen gewonnen werden. Das Studium des Atoms führte auch direkt zur Entstehung der Quantenphysik.
Die Quantenphysik ist vielleicht der faszinierendste Zweig der Physik, da sie eine Welt offenbart, die den meisten Menschen so fremd ist, dass sie fast unglaublich ist. Die Aufgabe dieses Feldes besteht darin, Wissenschaftler in die kleinsten der Menschheit bekannten Teilchen zu führen und die grundlegendsten Ebenen von Materie und Licht zu erschließen. Hier verhalten sich Quantenteilchen kontraintuitiv, bereit, in der Zeit rückwärts wie vorwärts zu reisen oder gleichzeitig an zwei Orten gleichzeitig zu erscheinen. Die Quantenphysik hat auf einzigartige und weitreichende Weise zu verschiedenen Wissenschaftszweigen beigetragen. Es führte auch zu einem neuen theoretischen Verständnis von Teilchen und zu dem, was der Heilige Gral der Wissenschaft sein könnte: Die Theorie von allem.
Die theoretische Physik steht an der Spitze bahnbrechender Hypothesen für ungelöste Fragen in allen Bereichen der Physik. In manchen Kreisen wird die theoretische Physik nicht gut aufgenommen, weil die Theorien unbewiesen sind und es oft für Jahrzehnte, wenn überhaupt, zu Lebzeiten des Wissenschaftlers keine Werkzeuge gibt, um dies zu tun. Indizien und mathematische Konsistenz führten jedoch zu einem Durchbruch in der Superstring-Theorie, der die sogenannte Theory of Everything sein könnte. Diese Theorie würde Einsteins Relativitätstheorie mit der Quantenwelt vereinen und die Beziehungen zwischen den vier bekannten Kräften erklären: Gravitation, den starken und schwachen Kernkräften und dem Elektromagnetismus. Während die mathematische Konsistenz auf der Seite der M-Theorie von Superstring steht, gibt es derzeit keine Möglichkeit, sie schlüssig zu testen.
Die besten Science-Fiction-Autoren sind oft Physiker, die ihr Wissen über die harte Wissenschaft nutzen, um eine plausible zukünftige Welt zu extrapolieren. Für jeden mit einem scharfen Verstand und einem Sinn für Staunen kann die rätselhafte Welt der Physik einen ausgezeichneten und lohnenden Karriereweg bieten.