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.
Albert Einstein, Almanya doğumlu teorik fizikçi ve bilim insanı. Tüm zamanların en iyi fizikçilerinden birisi olarak kabul edilen Albert Einstein, en çok görelilik teorisini geliştirmesiyle tanınır. Aynı zamanda kuantum mekaniğinin gelişimine önemli ölçüde katkılarda bulunmuştur. Kendisi tarafından bulunan ve bilim dünyasında yeni bir çığır açan kütle-enerji denkliği formülü E = mc2 dünyanın en ünlü denklemi olarak adlandırılmıştır. Fizik ve matematik alanına sağladığı katkılardan dolayı ve fotoelektrik etki yasasının keşfi sebebiyle 1921 yılında Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü. 1999 yılında Time dergisi tarafından yüzyılın en önemli kişisi seçilmiştir.
Kütleçekim ya da çekim kuvveti, kütleli her şeyin gezegenler, yıldızlar ve galaksiler de dahil olmak üzere birbirine doğru hareket ettiği doğal bir fenomendir. Enerji ve kütle eşdeğer olduğu için ışık da dahil olmak üzere her türlü enerji kütleçekime neden olur ve onun etkisi altındadır.
Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger, Avusturyalı fizikçi ve bilim kuramcısıydı. Schrödinger, kuantum mekaniğinin kurucularından biri olarak kabul edilir. Atom teorisinin yeni, üretken işlevlerinin keşfedilmesine yaptığı katkılar için 1933'te Paul Dirac ile birlikte Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü.
Zamanda yolculuk; zaman içinde belirli noktalar arasındaki hareket, bir nesne ya da bir kişi tarafından uzayda farklı noktalar arasındaki harekete benzer şekilde, tipik olarak bir zaman makinesi veya bir solucan deliği olarak bilinen varsayımsal bir aygıtın kullanılması ile hareket kavramıdır. Zaman yolculuğu, felsefe ve kurguda yaygın olarak kabul gören bir kavramdır.
Solucan deliği, uzayzamandaki farklı noktaları birbirine bağlayan kurgusal bir yapıdır ve Einstein alan denklemlerinin özel bir çözümüne dayanır.
Paul Adrien Maurice Dirac, İngiliz teorik fizikçi ve matematikçi. Kuantum mekaniğinin kurucularındandır. Fermiyonların davranışını açıklayarak antimaddenin keşfine olanak veren ve kendi adı verilen Dirac denklemi ile tanınır. Dirac, 1933 Nobel Fizik Ödülü'nü Erwin Schrödinger ile paylaşmıştır.
Fizik felsefesi, klasik ve modern fiziğin içerisindeki teori ve yorumları inceleyen bir bilim felsefesi dalıdır. Fizik teorileri ve yorumlarından yola çıkarak sorduğu sorularla çeşitli cevaplara ulaşmayı amaçlamaktadır. Uzay ve zaman felsefesi, kuantum mekaniği felsefesi, termal ve istatistiksel felsefe gibi alt dallara ayrılmaktadır.
Teorik fizik, fiziğin matematiksel modellemeler ve fiziksel nesnelerin soyutlandırılmaları çalışmaları ve doğa olaylarını açıklayan, gerçekselleştiren ve tahmin yürüten fizik dalıdır. Bu deneysel fiziğin zıttıdır ki deneysel fizik araçlarla bu olayları soruşturur.
Yoğun madde fiziği, maddenin yoğun hallerinin fiziksel özellikleriyle ilgilenen bir fizik dalıdır. Yoğun madde fizikçileri bu hallerin davranışını fizik kurallarını kullanarak anlamaya çalışır. Bunlar özellikle kuantum mekaniği kuralları, elektromanyetizma ve istatistiksel mekaniği içerir. En bilinen yoğun fazlar katı ve sıvılardır, harici yoğun fazlar ise düşük sıcaklıktaki bazı materyaller tarafından gösterilen üstünileten faz, atom kafeslerindeki dönüşlerin ferromanyetik ve antiferromanyetik fazları ve soğuk atom sistemlerinde bulunan Bose-Einstein yoğunlaşması. Araştırma için uygun sistemlerin ve fenomenlerin çeşitliliği yoğun madde fiziğini modern fiziğinin en aktif alanı yapıyor. Her 3 Amerikan fizikçiden biri kendini yoğun madde fizikçisi olarak tanımlıyor ve Yoğun Madde Fiziği Bölümü Amerikan Fizik Topluluğu’ndaki en geniş bölümdür. Bu alan kimya, malzeme bilimi ve nano teknoloji ile örtüşür ve atom fiziği ve biyofizikle de yakından ilgilidir. Teorik yoğun madde fiziği teorik parçacık ve nükleer fizikle önemli kavramlar paylaşır.
Kip Stephen Thorne, astrofiziğe ve yer çekimi fiziğine katkılarıyla tanınan Amerikalı teorik fizikçi. Uzun süre Stephen Hawking ve Carl Sagan ile beraber çalışmıştır. 2009'a kadar Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü'nde teorik fizik “Feynman” profesörü olarak çalıştı Albert Einstein'ın genel görelilik kuramının astrofiziksel olarak uygulanması konusunda dünyanın önde gelen uzmanlarındandır. Günümüzde araştırmalarına devam etmektedir ve aynı zamanda 2014' te yayınlanan Yıldızlararası filminin bilimsel danışmanıdır.
Görelik teorisi ya da basitçe fizikte görelilik genellikle Albert Einstein'ın iki teorisini kapsar. Bunlar özel görecelik ve genel göreceliktir.
Işık ötesi hız, ışıktan hızlı bilgi aktarımı ve ışıktan hızlı yolculuk, bilginin ve maddenin ışık hızının daha üstünde hızlarla hareket etmesi halinde kazanacağı hız. Özel görelilik kuramına göre, kütlesi olan ve ışık hızından düşük hıza sahip olan bir parçacığın ışık hızına ulaşabilmesi için sonsuz enerjiye ihtiyacı vardır. Ne var ki özel görelilik, ışıktan hızlı hareket eden kütleli parçacıkların varlığını her zaman yasaklamaz.
Işığın boşluktaki hızı, fiziğin birçok alanında kullanılan önemli bir fiziksel sabittir. Genellikle c sembolüyle gösterilir. Tam değeri saniyede 299.792.458 metredir. Metrenin uzunluğu bu sabitten ve uluslararası zaman standardından hesaplanmıştır. Özel göreliliğe göre c, evrendeki bütün madde ve bilgilerin hareket edebileceği maksimum hızdır. Bütün kütlesiz parçacıkların ve ilgili alanlardaki değişimlerin boşluktaki hareket hızıdır. Bu parçacıklar ve dalgalar gözlemcinin eylemsiz referans çerçevesi ya da kaynağın hareketi ne olursa olsun c'de hareket ederler. Görelilik teorisi'nde c, uzay-zaman arasındaki ilişkiyi kurar; aynı zamanda meşhur kütle-enerji eşdeğerliliği formülünde de gözükür E = mc2. Işığın hava veya cam gibi şeffaf maddelerdeki ilerleyiş hızı c'den azdır. Benzer şekilde radyo dalgalarının tel kablolardaki ilerleyişi de c'den yavaştır. Işığın madde içindeki hızı v ile c arasındaki orana o maddenin kırılma endeksi denir. Örneğin, görülebilir ışık için camın kırılma endeksi genellikle 1,5 civarındadır. Yani ışık camın içinde c / 1,5 ≈ 200.000 km/s ile hareket eder. Hangi açıdan bakılırsa bakılsın ışık ve öteki elektromanyetik dalgalar anında yayılıyormuş gibi gözükür ancak, ölçülebilir hızlarının uzun mesafeler ve hassas ölçümlerle ölçülebilir sonuçları vardır. Uzaydaki keşif araçlarıyla iletişim kurarken mesajların Dünya'dan uzay aracına ya da uzay aracından Dünya'ya ulaşması dakikalar ya da saatler alabilir. Yıldızlardan gelen ışık onları yıllar önce terk etmiştir ve bu sayede uzaktaki nesnelere bakarak evrenin tarihini çalışma şansı verir. Işığın ölçülebilir hızı aynı zamanda bilgisayardaki bilgilerin çipler arasında aktarılması gerektiği için bilgisayarların teorik hızını da sınırlar. Işık hızı, uzak mesafeleri yüksek isabetle ölçebilmek için uçuş zamanı ölçümlerinde de kullanılır.
Lene Vestergard Hau, Danimarkalı fizikçidir. 1999 yılında, süper akışkan kullanımıyla bir ışık demetinin hızını saniyede 17 metreye kadar yavaşlatmayı başarmış ve 2001'de ışık demetini tümüyle durdurmayı başarmış bir Harvard Üniversitesi takımını yönetti. Bu deneyleri temel alan sonraki çalışmaları, kuantum şifrelemesi ve kuantum işlemciliği için önemli etkileri olan bir sürece, ışığın maddeye ardından da maddenin geri ışığa dönüşmesi çalışmalarına sürükledi. Daha yeni çalışmaları aşırı soğuk atomlar ve nanoskopik ölçekteki sistemlerin alışılmamış etkileşimleriyle ilgili araştırmalar içerir. Fizik ve uygulamalı fizik öğretmesi dışında, Harvard'da, fotovoltaik hücreler, nükleer enerji, piller ve fotosentezi içeren Enerji Bilimi dersi verdi. Kendi deney ve araştırmalarının yanı sıra, sık sık Uluslararası konferanslarda konuşma yapması istenmektedir ve bir sürü kurumun bilim politikalarının oluşturulması sürecine dâhil olmaktadır. Danimarka'da önde gelen bilim politikaları ve araştırma geliştiricilerinin yanı sıra devlet bakanlarının da katıldığı, Kopenhag’da 7 Şubat 2013’te düzenlenen EliteForsk-konferencen 2013 ’te Keynote Konuşmacı olarak bulundu.
Kuantum optiği yarı klasik ve kuantum mekaniği fiziğini kullanarak ışığı içeren olayları ve onun mikroskobik seviyelerdeki maddelerle etkileşimini inceler.
Egzotik madde, fizik alanında normlardan gelen bir sapma yaratan ve egzotik özelliklere sahip bir madde olarak tanımlanmıştır.
Annus Mirabilis makaleleri, Albert Einstein tarafından 1905 yılında Annalen der Physik bilim dergisinde yayınlanan makalelerdir. Bu dört makale modern fiziğin temelinin oluşturulmasına büyük ölçüde katkıda bulunmuş ve uzay, zaman, kütle ve enerji üzerindeki görüşleri değiştirmiştir. Annus Mirabilis, İngilizcede Miracle Year veya Almancada Wunderjahr olarak adlandırılır ve mucize yıl anlamına gelir.
Görelilik teorisi, Albert Einstein'ın çalışmaları sonucu önerilen ve yayınlanan, özel görelilik ve genel görelilik adlarında birbirleriyle ilişkili iki teorisini kapsar. Özel görelilik, yer çekiminin yokluğunda tüm fiziksel fenomenler için geçerlidir. Genel görelilik, yer çekimi yasasını ve bu yasanın diğer doğa kuvvetleri ile ilişkisini açıklar. Astronomi de dahil olmak üzere kozmolojik ve astrofiziksel alem için geçerlidir.
Warp motoru, yıldızlararası uzaklıklara ışık hızının pozitif katlarında yolculuğa olanak veren varsayımsal teknoloji. Bilimkurgu yapımlarında ağırlıklı olarak işlenmektedir. Gerçek yaşamdaki warp motoruna en yakın tasarı, 1994'te kuramsal fizikçi Miguel Alcubierre tarafından genel görelilikten çıkarsanarak geliştirilen Alcubierre motorudur.
