Unificación de las teorías en física

La «primera gran unificación» fue la unificación de la gravedad realizada por Isaac Newton en el siglo XVII , en la que reunió la comprensión de los fenómenos observables de la gravedad en la Tierra con las leyes observables del comportamiento de los cuerpos celestes en el espacio, formulando un marco matemático universal fundamentalmente nuevo que se aplicaba a cada partícula del universo. Esta nueva ley explicaba tanto la mecánica terrestre como la celeste, reemplazando las leyes locales y aproximadas de Galileo Galilei y Johannes Kepler con un único principio abstracto que gobernaba todo el cosmos. ^{[ 2 ] [ 5 ] [ 6 ]}

La unificación de Newton se considera un paso fundamental en la búsqueda de una teoría unificada de la física. ^{[ 7 ]} El físico Steven Weinberg afirmó que «Es con Isaac Newton que realmente comienza el sueño moderno de una teoría final». ^{[ 8 ]}

Los antiguos chinos observaron que ciertas rocas, como la magnetita y la piedra imán, se atraían entre sí por una fuerza invisible. Este efecto se denominó posteriormente magnetismo , que se estudió rigurosamente por primera vez en el siglo XVII. Sin embargo, antes de las observaciones chinas del magnetismo, los antiguos griegos conocían otros objetos, como el ámbar , que al frotarlo con pieles provocaba una atracción invisible similar entre ambos. ^{[ 9 ]} Esto también se estudió rigurosamente en el siglo XVII y se denominó electricidad . Así, la física llegó a comprender dos observaciones de la naturaleza en términos de una causa raíz (electricidad y magnetismo). Sin embargo, los trabajos del siglo XIX revelaron que estas dos fuerzas eran solo dos aspectos diferentes de una misma fuerza : el electromagnetismo . 

La "segunda gran unificación" fue la unificación del electromagnetismo realizada por James Clerk Maxwell en el siglo XIX . Esta unificó los conocimientos sobre los fenómenos observables del magnetismo , la electricidad y la luz (y, de forma más amplia, el espectro de la radiación electromagnética ). ^{[ 10 ]}

A esto le siguió en el siglo XX la unificación por parte de Albert Einstein de la descripción del espacio y el tiempo en un continuo inseparable, y de la masa y la energía a través de su teoría de la relatividad especial . ^{[ 10 ]}

Más tarde, Paul Dirac desarrolló la teoría cuántica de campos , situando la mecánica cuántica dentro del marco de la relatividad especial. ^{[ 11 ]}

Sheldon Glashow , Abdus Salam y Steven Weinberg desarrollaron una unificación relativamente reciente del electromagnetismo y la interacción débil , dando lugar a lo que hoy se conoce como la interacción electrodébil . Esta teoría realizó predicciones significativas, incluyendo la existencia de los bosones W y Z , que posteriormente fueron confirmadas experimentalmente.

Los intentos de unificar la mecánica cuántica y la relatividad general en una sola teoría de la gravedad cuántica , un programa que lleva más de medio siglo en marcha, aún no se han resuelto de forma decisiva; los principales candidatos actuales son la teoría M , la teoría de supercuerdas y la gravedad cuántica de bucles . ^{[ 2 ]}

Hoy en día, continúan los intentos por "unificar" las interacciones fundamentales conocidas, con el objetivo de encontrar una teoría del todo , que sigue siendo quizás el problema sin resolver más importante de la física . Aún quedan cuatro fuerzas fundamentales que no se han unificado de forma concluyente : las interacciones gravitatoria y electromagnética , que producen fuerzas significativas de largo alcance cuyos efectos se pueden observar directamente en la vida cotidiana, y las interacciones fuerte y débil , que producen fuerzas a distancias subatómicas y rigen las interacciones nucleares. El electromagnetismo y las interacciones débiles se consideran generalmente dos aspectos de la interacción electrodébil . ^{[ 2 ]}