La physique applique des méthodologies scientifiques pour comprendre les principes les plus fondamentaux de la nature : la matière et l’énergie, et leur interaction. Un physicien se spécialise généralement dans un domaine de la physique, bien que de nombreuses disciplines se chevauchent.
L’astrophysique et la cosmologie sont des exemples de sciences chargées de percer les mystères de la vie alors qu’elles se déroulent à grande échelle. Des trous noirs aux supernovas, c’est le travail de cette branche d’expliquer la naissance des étoiles, la chute des galaxies et le début de l’univers.
La géophysique traite de la compréhension de la terre du point de vue des phénomènes électromagnétiques, sismiques et radioactifs. La tectonique des plaques, la géologie, les sciences de l’atmosphère, la climatologie et l’océanographie ne sont que quelques-unes des sciences qui relèvent de ce domaine. Grâce à cette branche de la physique, les scientifiques ont une meilleure compréhension des événements comme les tremblements de terre, les éruptions volcaniques, la formation de montagnes et la dérive des continents.
La physique atomique et nucléaire, ainsi que leurs diverses disciplines, abordent l’un des domaines les plus fondamentaux de la nature : la compréhension de l’atome. L’énergie nucléaire, la radioactivité, les systèmes d’imagerie médicale, les stimulateurs cardiaques et l’horloge atomique ne sont que quelques-uns des avantages tirés de ces branches. L’étude de l’atome a également conduit directement à l’émergence de la physique quantique.
La physique quantique est peut-être la branche la plus fascinante de la physique, car elle révèle un monde si étranger à celui que la plupart des gens connaissent, c’est tout sauf incroyable. Le travail de ce domaine est d’emmener les scientifiques dans les plus petites particules connues de l’homme, débloquant les niveaux les plus fondamentaux de matière et de lumière. Ici, les particules quantiques se comportent de manière contre-intuitive, aussi prêtes à remonter dans le temps qu’à avancer, ou à apparaître simultanément à deux endroits à la fois. La physique quantique a contribué de manière unique et de grande envergure à diverses branches de la science. Cela a également conduit à une nouvelle compréhension théorique des particules et à ce qui pourrait être le Saint Graal de la science : la théorie du tout.
La physique théorique est à l’avant-garde des hypothèses pionnières pour les questions non résolues dans tous les domaines de la physique. Dans certains milieux, la physique théorique n’est pas bien reçue, car les théories ne sont pas prouvées, et il n’y a souvent pas d’outils pour le faire pendant des décennies, voire jamais du vivant du scientifique. Cependant, un soutien circonstanciel et une cohérence mathématique ont conduit à une percée dans la théorie des supercordes qui pourrait être la soi-disant théorie du tout. Cette théorie unirait la théorie de la relativité d’Einstein avec le monde quantique, expliquant les relations entre les quatre forces connues : la gravité, les forces nucléaires fortes et faibles et l’électromagnétisme. Bien que la cohérence mathématique soit du côté de la théorie M de la supercorde, il n’y a actuellement aucun moyen de la tester de manière concluante.
Les meilleurs écrivains de science-fiction sont souvent des physiciens qui utilisent leur connaissance de la science dure pour extrapoler un monde futur plausible. Pour toute personne ayant un esprit vif et un sens de l’émerveillement, le monde énigmatique de la physique peut offrir un cheminement de carrière excellent et enrichissant.