Fizik, maddeyi, maddenin uzay-zaman içinde hareketini, enerji ve kuvvetleri inceleyen doğa bilimi. Fizik, Temel Bilimler'den biridir. Temel amacı evrenin işleyişini araştırmaktır. Fizik en eski bilim dallarından biridir. 16. yüzyıldan bu yana kendi sınırlarını çizmiş modern bir bilim olmasına karşın, Bilimsel Devrim'den önce iki bin sene boyunca felsefe, kimya, matematik ve biyolojinin belirli alt dalları ile eş anlamlı olarak kullanılmıştır. Buna karşın, matematiksel fizik ve kuantum kimyası gibi alanlardan dolayı fiziğin sınırlarını net olarak belirlemek güçtür.
Taoizm, Antik Çin'de ortaya çıkmıştır ve temeli Laozi'nın yazılı eseri Dao De Jing'e dayanan bir öğretidir. Dao öğretinin temelidir. Çincede yol, yürümek, konuşmak, yön, yöntem, akış vb. anlamlara işaret eder. Dao Öğretisi'nin kurucu üstadları Laozi, Çuangzi ve Liezi'dir. Bu üstadların yazıları kozmogoni yani kainat ve onun doğuşu, kainatın yasa ve ilkeleri, insan ve doğanın kainat ile bağı, toplumsal yönetişim ilişkilerinin asıl doğası üzerine kuruludur. Antik Çin'de ortaya çıkan astronomi, hekimlik ve birçok doğa bilimlerinin köksel savını oluşturmuştur. Bahar-Güz Devri ve takip eden Savaşan Eyaletler Devrinde Çin'de ortaya çıkmış Yüz Düşünce Okulu içinde yer alan en önemli birkaç akımdan biridir. Bu akımlar arasında Kongzi (Konfüçyüs) de yer almaktadır.
Mekanik, fiziğin fiziksel nesnelerin hareketleriyle, özellikle kuvvet, madde ve hareket arasındaki ilişkilerle ilgili alanıdır. Nesnelere uygulanan kuvvetler yer değiştirmeler veya bir nesnenin çevresine göre konumunda değişikliklerle sonuçlanır. Fizik'in bu dalının kökenleri Antik Yunanistan'da Aristoteles ve Arşimet'in yazılarında bulunur.. Erken modern dönem sırasında, Galileo, Kepler ve Newton gibi bilim adamları şimdiki klasik mekaniğin temellerini attılar. Klasik mekanik, duran veya ışık hızından çok daha düşük hızlarla hareket eden cisimlerle ilgili klasik fizikin bir dalıdır. Kuantum aleminde olmayan cisimlerin hareketini ve üzerindeki kuvvetleri inceleyen bilim dalı olarak da tanımlanabilir. Alan bugün kuantum teorisi açısından daha az anlaşılmıştır.
Stephen William Hawking, İngiliz fizikçi, kozmolog, astronom, teorisyen ve yazar.
Spin ya da dönü, temel parçacıklar ve dolayısıyla bileşik parçacıklar (hadronlar) ve atom çekirdeklerince taşınan korunan bir niceliktir.
Pauli dışarlama ilkesi ya da Pauli dışlama ilkesi, iki ya da daha çok özdeş fermiyonun aynı kuantum durumda olamayacağını belirten bir kuantum mekaniği yasasıdır. Bu yasa, kuramsal fizikçi Wolfgang Pauli tarafından 1925 yılında bulunmuştur. İlk bulunuşunda yasa yalnızca elektronlar için geçerliyken, 1940 yılında Spin-istatistik teoreminin bulunmasıyla birlikte bütün fermiyonları kapsayacak biçimde genişletilmiştir.
Leonard Susskind, Stanford Üniversitesi'nde teorik fizik profesörü ve Stanford Teorik Fizik Enstitüsü yöneticisidir. Araştırmaları sicim teorisi, kuantum kozmolojisi, kuantum statik mekaniği ve kuantum alan teorisini içerir. ABD Ulusal Bilimler Akademisi ve Amerikan Bilim ve Sanat Akademisi üyesi, Kanada’nın Perimeter Teorik Fizik Enstitüsünün kısmi üyesi ve Kore Modern Araştırma Enstitüsü’nün seçkin bir profesörüdür.
Kara delik; astrofizikte, çekim alanı her türlü maddesel oluşumun ve ışınımın kendisinden kaçmasına izin vermeyecek derecede güçlü olan, büyük kütleli bir gök cismidir. Kara delik, uzayda belirli nitelikteki maddenin bir noktaya toplanması ile meydana gelen bir nesnedir de denilebilir. Bu tür nesneler ışık yaymadıklarından kara olarak nitelenirler. Kara deliklerin "tekillik"leri nedeniyle, üç boyutlu olmadıkları, sıfır hacimli oldukları kabul edilir. Kara deliklerin içinde ise zamanın yavaş aktığı veya akmadığı tahmin edilmektedir. Kara delikler Einstein'ın genel görelilik kuramıyla tanımlanmışlardır. Doğrudan gözlemlenememekle birlikte, çeşitli dalga boylarını kullanan dolaylı gözlem teknikleri sayesinde keşfedilmişlerdir. Bu teknikler aynı zamanda çevrelerinde sürüklenen oluşumların da incelenme olanağını sağlamıştır. Örneğin, bir kara deliğin potansiyel kuyusunun çok derin olması nedeniyle yakın çevresinde oluşacak yığılma diskinin üzerine düşen maddeler diskin çok yüksek sıcaklıklara erişmesine neden olacak, bu da diskin yayılan x-ışınları sayesinde saptanmasını sağlayacaktır. Günümüzde, kara deliklerin varlığı, ilgili bilimsel topluluğun hemen hemen tüm bireyleri tarafından onaylanarak kesinlik kazanmış durumdadır.
Evrenin en karmaşık sorun ve sorunsallarını yalın bir dile indirgemeyi başaran Stephen W. Hawking, kırk dile çevirisi yapılan Ceviz Kabuğundaki Evren ya da özgün adıyla The Universe in a Nutshell kitabında, fizik gibi karmaşık bir bilimi, insanoğlunun nereden başladığı ve nerede biteceği henüz bilinmeyen zaman kavramı çerçevesinde masalsı bir yolculuğa çıkartır.
Kara Delikler ve Bebek Evrenler ya da özgün adıyla Black Holes and Baby Universes and Other Essays, Profesör Stephen W. Hawking'in bir popüler bilim kitabıdır. Kitap, yazarın kara delikler termodinamiği hakkında sunuşlarının bir derlemesi olmasına karşın, yapıtında kuantum mekaniği, genel görelilik kuramı ve özel görelilik kuramı gibi konular hakkında da açıklamalar bulunur. Kitap ayrıca Profesör Hawking'le yapılan bir söyleşiyi de içerir.
Kuantum mekaniği veya kuantum fiziği, atom altı parçacıkları inceleyen bir temel fizik dalıdır. Nicem mekaniği veya dalga mekaniği adlarıyla da anılır. Kuantum mekaniği, moleküllerin, atomların ve bunları meydana getiren elektron, proton, nötron, kuark, gluon gibi parçacıkların özelliklerini açıklamaya çalışır. Çalışma alanı, parçacıkların birbirleriyle ve ışık, x ışını, gama ışını gibi elektromanyetik ışınımlarla olan etkileşimlerini de kapsar.
Holografi ilkesi, bir uzayın hacminin kendi yüzeyi üzerine kodlanmış şekilde düşünülebileceğini ifade eden bir kuantum kütleçekimi ve sicim kuramı özelliğidir. İlk olarak Gerardus 't Hooft ortaya atmış ve yine Leonard Susskind; Hooft ile Charles Thorn'un fikirlerine kendininkilerini de ekleyerek net bir sicim kuramı yorumu haline getirmiştir.
Fizikte, tamamlayıcılık Kopenhag yorumuyla yakından ilgili kuantum mekaniğinin temel bir ilkesidir. Bu; nesnelerin aynı zamanda doğru olarak ölçülemeyen tamamlayıcı özelliklere sahip olduğunu ifade etmektedir. Heisenberg belirsizlik ilkesi uyarınca, bir özellik ne kadar doğru ölçülürse, tamamlayıcı özelliği de o kadar az doğru ölçülür. Bundan başka, belirli bir olay tipinin (fenomen) tam olarak açıklanması, bir şekilde tamamlayıcı olan çeşitli olası bazların her birinde yapılan ölçümler ile başarıya ulaşabilir. Tamamlayıcılık ilkesi, kuantum mekaniğinin önde gelen kurucularından olan Niels Bohr tarafından formüle edilmiştir.
Ateşten set paradoksu, kara deliklerin kuantum yapısını anlama yolunda gün yüzüne çıkmıştır. Ahmed Almheiri, Donald Marolf, Joseph Polchinski ve James Sully'nin 13 Temmuz, 2012 tarihinde'de yayınladıkları bir makale ile paradoks fizik camiasına sunulmuştur. Paradoksun özü Einstein'ın genel görelilik kuramının temelini oluşturan eşdeğerlilik ilkesi ile kara deliklerin kuantum kuramıyla uyumlu şekilde buharlaşmaları hakkında kabul edilen savların çeliştiğini göstermesidir.
Hawking radyasyonu veya Hawking ışınımı, İngiliz fizikçisi Stephen Hawking'in 1975 yılında yayınlanan makalesinde kara deliklerin yayması gerektiğini öne sürdüğü teorik bir radyasyondur. Makalede kara deliklerin parçacık yaydığını ve bu sayede kütle kaybettiğini ifade etmiştir. Kuantum alan teorisinin genel görelilik ile beraberce uygulanması sonucu ortaya atılmıştır. Genel görelilik teorisine göre kara delikler küçülemezler, yani olay ufuklarının alanı azalamaz. Hawking'in bulduğu sonuç bundan dolayı çok şaşırtıcıydı.
Fizikte kara delik termodinamiği, termodinamik kanunlarını kara deliğin olay ufkuyla bağdaştırmaya çalışan bir araştırma alanıdır. Kara delik ışınımının istatistiksel mekanik konusu, kuantum mekaniğinin gelişmesini sağlar. Kara delik ışınımının istatistiksel mekanik konusunu anlamaya çalışmak, bu konunun kuantum yer çekimi konusunu anlamamızda büyük etkisi olacaktır. Ayrıca holografi ilkesini anlamamızı sağlayacaktır.
Kuantum optiği yarı klasik ve kuantum mekaniği fiziğini kullanarak ışığı içeren olayları ve onun mikroskobik seviyelerdeki maddelerle etkileşimini inceler.
Mikro kara delikler, mekanik kuantum kara delikleri veya mini kara delikler olarak da adlandırılır, varsayımsal minik kara delikler, kuantum mekaniği etkileri için önemli bir rol oynar.
Kütleçekimsel tekillik ya da uzay-zaman tekilliği koordinat sistemine bağlı olmayan gökcisminin yerçekimi alanının sonsuz olarak ölçüldüğü konum olarak tanımlanır. Bu nicelikler, maddenin yoğunluğunun da dahil olduğu uzay-zaman eğriliklerinin skaler değişmeyen nicelikleridir. Uzay zamanın normal kuralları tekillik içinde var olamaz.
Tüy yumakları birtakım süpersicim teoristleri tarafından, kara delikleri kuantumsal açıdan doğru tanımlamak amacıyla ortaya atılmış bir teoridir. Bu teori, modern fiziğin kara deliklere bakışındaki iki inatçı problemi çözmektedir.
- Karadeliğe düşen maddeler ve enerjiler, tekilliğin içerisinde kaybolurlar, dolayısıyla karadelik içine ne düşerse düşsün hiçbir fiziksel değişim geçirmezler, buna bilgi paradoksu denir.
- Klasik karadelik teorisine göre, karadeliğin kalbi sonsuz uzay zaman eğrilikleriyle doludur, bunun sebebi sonsuz yer çekimi ve sıfır hacimdir. Modern fizik ise sıfır ve sonsuz gibi parametreler işin içine girdiğinde bozulmaktadır.