¿Por qué hay solamente cuatro interacciones fundamentales de la naturaleza?

Question

¿Hay una respuesta a la pregunta ¿por qué existen cuatro interacciones fundamentales de la naturaleza?

Answer 1

La respuesta "porque no necesitamos más" por rubenvb está bien.

El estudio de la física, usted debe darse cuenta de que la física no es responder fundamentales "por qué". La física utiliza las herramientas matemáticas para modelar las mediciones y estos modelos tienen para adaptarse a los nuevos datos , es decir, ser predictivo. Siempre que los modelos no son falsificados, que son considerados válidos y útiles. Una vez falsificados, modificaciones o incluso drástica de los nuevos modelos son buscados. El primer ejemplo de la mecánica cuántica cuando la mecánica clásica fue invalidado :la radiación del cuerpo negro, efecto fotoeléctrico y los espectros atómicos falsificado los esfuerzos de los clásicos de modelado.

La física utilizando los modelos adecuados muestra "cómo" va de los datos a las predicciones de nuevos datos experimentales . Busca el "por qué" en los modelos,uno va hacia arriba o hacia abajo de las matemáticas y llega a la respuesta "porque eso es lo que se ha medido"

Answer 2

Porque no necesitamos más.

Bueno, no hemos encontrado ninguna evidencia de que los otros. Y hasta entonces, no hay necesidad. Por supuesto, algunos experimentos pueden mostrar indicación de algo más que empuja a una revisión del Modelo Estándar.

En el lado matemático, esto puede ser explicado a partir de la simetría: el Modelo Estándar de Lagrange obedece a un cierto conjunto de operaciones de simetría, que los físicos suponen para ser válido. A partir de este Lagrange, utilizando el formalismo de la Teoría Cuántica de campos, el independiente "interacciones fundamentales" se pueden derivar. De Wikipedia (el énfasis es mío):

El mundial de Poincaré simetría se postula para todos los relativista de las teorías cuánticas del campo. Se compone de los familiares simetría traslacional, rotacional de la simetría y la inercial de referencia marco de la invariancia central para la teoría de la relatividad especial. El local de SU(3) X SU(2)×U(1) medidor de simetría es una simetría interna que, básicamente, se define el Modelo Estándar. A grandes rasgos, los tres factores de la simetría gauge dan lugar a las tres interacciones fundamentales. Los campos se dividen en diferentes representaciones de los diferentes grupos de simetría del Modelo Estándar (véase la tabla).

Las tres interacciones que se mencionan aquí son ligeramente diferentes categorizaciones de las cuatro interacciones fundamentales, pero esencialmente el mismo (excepto tal vez el de Brout-Englert-Higgs parte). La cuarta, la gravitación, se supone que para ser algo relacionado con la parte de Higgs del Modelo Estándar, y todavía no encaja en el resto del Modelo Estándar.

Answer 3

Creo que es incorrecto decir que "por qué" preguntas están más allá del ámbito de la física, o que nunca puede ser una respuesta a esta pregunta. Muy a menudo la física puede explicar por qué algo es cierto en términos de principios fundamentales. A veces el por qué de los más fundamentales principios pueden ser explicados en términos de los principios que son incluso más fundamental. Pero siempre hay un más bajo se entiende en la actualidad capa, acerca de que todo lo que uno puede decir es "este es el modelo que se adapte a nuestras observaciones mejores."

Por ejemplo, cuando Kepler trabajó fuera de su orbital leyes que sólo fueron hechos básicos de la naturaleza. Si usted preguntó por qué hicieron eso, la respuesta sería que "es lo que se ha medido," para citar a anna v de la respuesta.

Pero, a continuación, Newton encontró una razón por la que Kepler las leyes se cumplen: El principio de la gravitación universal. Y ahora, podemos decir que el inverso del cuadrado de la ley de la atracción gravitatoria es aproximadamente cierto, porque de la manera en que la masa provoca que el espacio-tiempo se curve. Pero en ese momento debemos parar. No sabemos de la razón más profunda por la masa debe hacer que el espacio-tiempo. Es justo lo que queremos observar.

Este es el estado de cosas con las cuatro fuerzas. Los mejores modelos que hemos de incluir en ellos, y esa es la única razón que podemos dar ahora. Pero no hay ninguna garantía de que no vamos a descubrir algunos de los más profundo de la teoría que puede explicar la existencia de cuatro fuerzas, en lugar de tres o cinco años, como consecuencia de algunos de los más fundamentales principios. Pero, en cierto sentido, podríamos estar de vuelta donde empezamos, ya que en principio no habría una razón de por qué esto es cierto.

Answer 4

Hay una respuesta a la pregunta de por qué sólo hay cuatro interacciones fundamentales de la naturaleza?

No, y nunca habrá uno

No tenemos la ciencia a todos los que pueden responder a cualquier significativas "por qué" pregunta acerca de la estructura del universo, especialmente acerca de por qué las cosas que hacemos no observar faltan.

El mejor que podemos encontrar es la de observar un montón de características y averiguar algo ajuste matemático/físico teorías acerca de cómo podrían estar interrelacionadas. Y tenemos que mal todo el tiempo.

Mi palabra "significativa" hasta no significa ir hacia el "más bajo de la tortuga" a la hora de explicar algo; es decir, no simplemente de una respuesta que se deriva de las teorías que tenemos, que parecen encajar en nuestra comprensión actual de la naturaleza.

Por ejemplo: sabemos que nada puede ir más rápido que el c principalmente debido a que de acuerdo a Einstein, se necesitaría una cantidad infinita de energía para conseguir algo con masa hasta c, por no mencionar más rápido. Pero esto es, en el sentido de esta respuesta, no la respuesta a la pregunta de "¿por qué nada puede ir más rápido que el c?". Yo interpreto que pregunta como "¿por Qué nuestro universo estructurado en una forma que usted necesita una cantidad infinita de energía para llegar a c?".

De hecho, en un día cualquiera alguien podría encontrar un error en nuestras teorías y encontrar una manera de moverse más rápido que la c, o hacer viajes en el tiempo, o encontrar una 5ª fundamental de la interacción. Como no podemos saber nada sobre el universo con absoluta seguridad fundamental, nosotros ciertamente no puede responder a un "por qué" de respuesta.

Un muy buen video sobre esto: Richard Feynman. Por qué.

Así que no voy a ser capaz de darle una respuesta a "¿por qué los imanes se atraen el uno al otro?", excepto para decir que los que hacen, y para decirle que esa es una de las [...] diferentes tipos de fuerzas [...] [...y para dar una explicación más difícil términos...]

Este no es exactamente el mismo tipo de cosa de la que estamos hablando aquí, sino que debe mostrar el espíritu al responder "por qué".

Outlook

Esta es una fascinante tema, y usted podría hacer peor que la comprobación de la antrophic principio y el foso de temas filosóficos, escondido detrás de eso. Este principio viene en dos versiones:

• El fuerte antrophic principio básicamente dice (mi versión) de que el universo estaba en sintonía, "solo" para permitir que la vida inteligente (nosotros!), es decir, con intención.
• La versión débil dice que "si el universo no era capaz de sostener la vida como la nuestra, no estaríamos aquí a preguntar".

La versión fuerte girando a la derecha en la dirección de las creencias y la religión, y mientras que para muchas personas puede ser válido, sin duda, no es realmente aplicable aquí en la Física.SE (y, si bien puede ser creyentes, entre los físicos, ciertamente no nos dan ninguna información nueva).

La versión débil es obviamente cierto, y esto lleva a un sesgo acerca de qué características de nuestro universo debe tener. Pero también hace no responder a cualquier tipo de profundo, sustancial "por qué", pregunta.

Answer 5

Porque es el menor número de leyes nos hemos podido averiguar a explicar lo que observamos como posible.

Alternativo: Los físicos han estado trabajando durante más de un siglo reducir el número de leyes fundamentales, preferentemente a uno, y hasta ahora, ha conseguido hasta cuatro.