Vad är teoretisk fysik?

Teoretisk fysik är en gren av fysikområdet som ägnas åt att komma med matematiska förklaringar till naturhändelser. Många discipliner inom fysik faller under paraplyen för teoretisk fysik eftersom de involverar utformning av formler som kanske inte kan testas empiriskt. Forskare på detta område funderar över några mycket komplexa problem och frågor, till exempel hur universum utvecklades.

Fysik är en spännande gren av vetenskaperna eftersom den ofta involverar utveckling av teorier som inte kan testas med en experimentell modell, vilket bryter mot ett av de grundläggande förutsättningarna för empirisk vetenskap. Vetenskapliga forskare vill vanligtvis utveckla en teori, utforma ett experiment som ska testa den teorin, utföra experimentet och publicera resultat. I teoretisk fysik utvecklar forskare teorier, men de kan inte testa dem. Detta skiljer teoretisk fysik från experimentell fysik, där forskare utformar och utför experiment för att utforska sina teorier.

Eftersom teoretisk fysik inte kan stödjas med användning av experiment, litar forskare på andra verktyg för att avgöra om deras teorier är korrekta eller inte. Teorin ska kunna exakt förutsäga eller förklara fysiska fenomen, och den bör stödjas av kända observationer. Helst bör teorin också vara ren och snygg, med viss teoretisk fysik som prenumererar på idén om Occam's Razor och tror att den enklaste förklaringen är den bästa. Teorier bör också motstå kraftig diskussion och debatt, med teoretiska fysiker som hela tiden utbyter idéer och kritik för att förbättra sitt vetenskapsområde.

Vissa teorier inom detta område har accepterats allmänt och de undervisas rutinmässigt i klassrum, används i fysikforskning och tillämpas i industrier över hela världen. Pågående forskning om dessa teorier fortsätter eftersom forskare vill utforska alla aspekter av teoretisk fysik. Andra teorier har föreslagits och verkar troliga, men har inte fått fullständig stöd, eller kräver mer forskning, och de nyaste teorierna betraktas som "fringsteorier" som kräver mycket mer utforskning, diskussion och observation.

Sir Isaac Newton betraktas allmänt som en pionjär inom teoretisk fysik, liksom Albert Einstein. Båda fysikerna utmärkte sig genom att göra logiska språng som ibland trotsade känd information eller observationer och krävde en mycket teoretisk syn på världen. Newtons arbete involverade till och med en betydande utvidgning av det matematiska språket i kalkylen så att han kunde uttrycka sina teorier. Teoretiska fysiker deltar också berömda i tankeexperiment, där de utforskar sina idéer i deras sinnen, utan att använda ett laboratorium.