Natuurkunde houdt zich bezig met het begrijpen van de fundamentele wetten die het universum regeren. Het is bedoeld om uit te leggen hoe dingen werken, van de kleinste deeltjes tot de grootste structuren in de kosmos. Hier zijn enkele van de kernproblemen van de natuurkunde:

1. Materie en energie:

* Waar is materie van gemaakt? Inzicht in de fundamentele bouwstenen van het universum, zoals quarks, leptons en bosonen.

* Hoe interageren materie en energie? Onderzoek naar de krachten die het gedrag van materie regelen, inclusief zwaartekracht, elektromagnetisme, de sterke kracht en de zwakke kracht.

* Hoe transformeert en transformeert energie? Het bestuderen van fenomenen zoals warmte, licht en geluid, en hun relaties met energie.

2. Beweging en krachten:

* Hoe bewegen objecten? Beschrijven van de bewegingswetten, inclusief de wetten van Newton en de principes van momentum en energiebesparing.

* Wat veroorzaakt beweging? Onderzoek naar de aard van krachten en hun impact op objecten, waaronder wrijving, zwaartekracht en elektromagnetische krachten.

3. Ruimte en tijd:

* Wat is de aard van ruimte en tijd? Het verkennen van concepten zoals relativiteitstheorie, ruimtetijd en de stof van het universum.

* Hoe beïnvloedt de zwaartekracht de geometrie van ruimtetijd? Zwarte gaten, zwaartekrachtgolven en de uitbreiding van het universum bestuderen.

4. Velden en golven:

* Hoe interageren velden met materie? Onderzoek naar elektromagnetische velden, zwaartekrachtvelden en hun invloed op objecten.

* Hoe verspreiden golven zich? Het bestuderen van het gedrag van licht, geluid en andere vormen van golven, inclusief hun interferentie, diffractie en polarisatie.

5. Thermodynamica en statistische mechanica:

* Hoe stroomt en transformeert de energie in systemen? Bestuderen van warmteoverdracht, entropie en de wetten van de thermodynamica.

* Hoe beïnvloedt het gedrag van individuele deeltjes de eigenschappen van macroscopische systemen? Onderzoek naar statistische mechanica en de toepassingen ervan op verschillende gebieden.

6. Kwantummechanica:

* Hoe gedragen deeltjes zich op het atomaire en subatomaire niveau? Onderzoek naar de principes van kwantummechanica, inclusief dualiteit van golfdeeltjes, superpositie en verstrengeling.

* Wat is de aard van de kwantumwereld? Onderzoek naar de implicaties van de kwantummechanica voor ons begrip van de realiteit.

7. Kosmologie en astrofysica:

* Wat is de oorsprong en evolutie van het universum? Het bestuderen van de oerknal, de vorming van sterren en sterrenstelsels en de verdeling van materie in de kosmos.

* Wat zijn de eigenschappen van hemelse objecten? Onderzoek naar sterren, planeten, zwarte gaten en andere hemellichamen.

Dit zijn slechts enkele van de belangrijkste zorgen van de natuurkunde. Het veld evolueert en breidt zich voortdurend uit, met nieuwe ontdekkingen en theorieën die de hele tijd opduiken.