Klassisk fysik kan ikke forklare hvorfor?

Klassisk fysik, der omfatter Newtonian mekanik, elektromagnetisme og termodynamik, er en stærk ramme, der har forklaret en lang række fysiske fænomener. Imidlertid kommer det til at forklare flere aspekter af universet, hvilket fører til udvikling af moderne fysik:

1. Blackbody -stråling: Klassisk fysik forudsagde, at en sortkrop skulle udsende en uendelig mængde energi ved høje frekvenser, som ikke observeres. Dette problem blev løst af Plancks kvanteteori, der introducerede begrebet energikvantisering.

2. Fotoelektrisk effekt: Klassisk fysik kunne ikke forklare, hvorfor elektroner kun udsendes fra en metaloverflade, når lys over en bestemt frekvens er lyste på den, uanset intensiteten. Einsteins forklaring ved hjælp af begrebet fotoner, pakker med lysenergi, leverede løsningen.

3. Atomspektre: De diskrete spektrale linjer, der blev observeret i lyset, der udsendes af atomer, kunne ikke forklares med klassisk fysik. Bohrs model af atomet, der indeholder kvantekoncepter, tegnede sig med succes for disse spektrale linjer.

4. Stabiliteten af ​​atomer: Klassisk fysik forudsagde, at elektroner, der kredsede om kernen, skulle spiral indad og til sidst gå ned i kernen, hvilket førte til atomernes sammenbrud. Kvantemekanik løste dette ved at beskrive elektroner som bølgefunktioner og forhindre dem i at kollapse.

5. Bølgepartikel dualitet: Klassisk fysik betragtede lys som bølger og stof som partikler. Imidlertid demonstrerede eksperimenter som det dobbelt-spalte eksperiment, at både lys og stof udviser bølge-lignende og partikellignende opførsel, et koncept, der forklares med kvantemekanik.

6. Relativitet: Klassisk fysik antager, at tid og rum er absolut og uafhængige af hinanden. Einsteins relativitetsteori afslørede imidlertid, at tid og rum er i forhold til observatørens bevægelse, og at de er sammenflettet.

7. Det ekspanderende univers: Klassisk fysik kunne ikke forklare redshift af lys fra fjerne galakser, som gav bevis for udvidelsen af ​​universet. Denne udvidelse forklares med generel relativitet og kosmologi.

8. Eksistensen af ​​mørkt stof og mørk energi: Den observerede rotation af galakser og den accelererende ekspansion af universet kan ikke fuldt ud forklares af den sag og energi, vi kan se. Eksistensen af ​​mørkt stof og mørk energi, som ikke er redegjort for i klassisk fysik, er påkrævet for at forklare disse fænomener.

Sammenfattende er klassisk fysik en stærk teori, men den har begrænsninger i at forklare fænomener, der involverer meget små skalaer (kvantefysik), meget store skalaer (relativitet) og universets natur som helhed (kosmologi). Disse begrænsninger førte til udviklingen af ​​moderne fysik, der inkorporerer nye koncepter som kvantisering, bølgepartikel-dualitet og krumning af rumtid.