Fizica aplică metodologii științifice pentru a înțelege cele mai fundamentale principii ale naturii: materia și energia și modul în care interacționează. Un fizician este de obicei specializat într-o zonă a fizicii, deși multe discipline se suprapun.
Astrofizica și cosmologia sunt exemple de științe însărcinate cu dezvăluirea misterelor vieții pe măsură ce acestea se desfășoară la scară masivă. De la găurile negre la supernove, sarcina acestei ramuri este să explice nașterea stelelor, prăbușirea galaxiilor și începutul universului.
Geofizica se ocupă de înțelegerea pământului din punctul de vedere al fenomenelor electromagnetice, seismice și radioactive. Tectonica plăcilor, geologia, știința atmosferică, climatologia și oceanografia sunt doar o mână de științe care intră în domeniul de aplicare al acestui domeniu. Datorită acestei ramuri a fizicii, oamenii de știință au o mai bună înțelegere a evenimentelor precum cutremure, erupții vulcanice, formarea munților și deriva continentală.
Fizica atomică și nucleară, împreună cu diferitele lor discipline, se ocupă de una dintre cele mai fundamentale domenii ale naturii – înțelegerea atomului. Energia nucleară, radioactivitatea, sistemele de imagistică medicală, stimulatoarele cardiace și ceasul atomic sunt doar câteva beneficii derivate din aceste ramuri. Studierea atomului a dus, de asemenea, direct la apariția fizicii cuantice.
Fizica cuantică este poate cea mai fascinantă ramură a fizicii, deoarece dezvăluie o lume atât de străină de cea pe care o cunosc majoritatea oamenilor, încât este aproape incredibilă. Sarcina acestui domeniu este de a introduce oamenii de știință în cele mai mici particule cunoscute de om, deblocând cele mai fundamentale niveluri de materie și lumină. Aici, particulele cuantice se comportă în moduri contra-intuitive, la fel de gata să călătorească înapoi în timp ca înainte sau să apară simultan în două locuri deodată. Fizica cuantică a contribuit în moduri unice și de anvergură la diferite ramuri ale științei. De asemenea, a condus la o nouă înțelegere teoretică a particulelor și la ceea ce ar putea fi Sfântul Graal al științei: Teoria Totului.
Fizica teoretică se află în fruntea ipotezelor de pionierat pentru întrebările nerezolvate din toate domeniile fizicii. În unele cercuri, fizica teoretică nu este bine primită, deoarece teoriile nu sunt dovedite și de multe ori nu există instrumente care să facă acest lucru de zeci de ani, dacă vreodată în timpul vieții omului de știință. Cu toate acestea, sprijinul circumstanțial și consistența matematică au condus la o descoperire în teoria supercordurilor care ar putea fi așa-numita Teorie a Totului. Această teorie ar uni teoria relativității a lui Einstein cu lumea cuantică, explicând relațiile dintre cele patru forțe cunoscute: gravitația, forțele nucleare puternice și slabe și electromagnetismul. În timp ce consistența matematică este de partea teoriei M a superstringurilor, în prezent nu există nicio modalitate de a o testa în mod concludent.
Cei mai buni scriitori de science-fiction sunt adesea fizicieni care își folosesc cunoștințele de știință hard pentru a extrapola o lume viitoare plauzibilă. Pentru oricine are o minte ascuțită și un sentiment de mirare, lumea enigmatică a fizicii poate oferi o carieră excelentă și plină de satisfacții.