Η Φυσική εφαρμόζει επιστημονικές μεθοδολογίες για να κατανοήσει τις πιο θεμελιώδεις αρχές της φύσης: ύλη και ενέργεια και πώς αλληλεπιδρούν. Ένας φυσικός συνήθως ειδικεύεται σε έναν τομέα της φυσικής, αν και πολλοί κλάδοι αλληλοεπικαλύπτονται.
Η αστροφυσική και η κοσμολογία είναι παραδείγματα επιστημών που είναι επιφορτισμένες με την αποκάλυψη των μυστηρίων της ζωής καθώς αυτά διαδραματίζονται σε τεράστια κλίμακα. Από τις μαύρες τρύπες έως τις σουπερνόβα, είναι δουλειά αυτού του κλάδου να εξηγήσει τη γέννηση των άστρων, την πτώση των γαλαξιών και την αρχή του σύμπαντος.
Η Γεωφυσική ασχολείται με την κατανόηση της γης από τη σκοπιά των ηλεκτρομαγνητικών, σεισμικών και ραδιενεργών φαινομένων. Η τεκτονική των πλακών, η γεωλογία, η ατμοσφαιρική επιστήμη, η κλιματολογία και η ωκεανογραφία είναι μόνο μια χούφτα από τις επιστήμες που εμπίπτουν στην αρμοδιότητα αυτού του τομέα. Χάρη σε αυτόν τον κλάδο της φυσικής, οι επιστήμονες έχουν καλύτερη κατανόηση γεγονότων όπως οι σεισμοί, οι ηφαιστειακές εκρήξεις, ο σχηματισμός βουνών και η μετατόπιση των ηπείρων.
Η Ατομική και η Πυρηνική Φυσική, μαζί με τους διάφορους κλάδους τους, αναλαμβάνουν έναν από τους πιο θεμελιώδεις τομείς της φύσης – την κατανόηση του ατόμου. Η πυρηνική ενέργεια, η ραδιενέργεια, τα συστήματα ιατρικής απεικόνισης, οι βηματοδότες και το ατομικό ρολόι είναι μερικά μόνο οφέλη που προέρχονται από αυτούς τους κλάδους. Η μελέτη του ατόμου οδήγησε επίσης άμεσα στην εμφάνιση της κβαντικής φυσικής.
Η κβαντική φυσική είναι ίσως ο πιο συναρπαστικός κλάδος της φυσικής, καθώς αποκαλύπτει έναν κόσμο τόσο ξένο σε αυτόν που γνωρίζουν οι περισσότεροι, είναι απίστευτο. Η δουλειά αυτού του πεδίου είναι να μεταφέρει τους επιστήμονες στα πιο μικροσκοπικά σωματίδια που γνωρίζει ο άνθρωπος, ξεκλειδώνοντας τα πιο θεμελιώδη επίπεδα ύλης και φωτός. Εδώ, τα κβαντικά σωματίδια συμπεριφέρονται με αντιδιαισθητικούς τρόπους, τόσο έτοιμα να ταξιδέψουν προς τα πίσω στο χρόνο όσο προς τα εμπρός ή να εμφανιστούν ταυτόχρονα σε δύο μέρη ταυτόχρονα. Η κβαντική φυσική έχει συμβάλει με μοναδικούς και εκτενείς τρόπους σε διάφορους κλάδους της επιστήμης. Οδήγησε επίσης σε μια νέα θεωρητική κατανόηση των σωματιδίων και σε αυτό που θα μπορούσε να είναι το Ιερό Δισκοπότηρο της επιστήμης: Η Θεωρία των Πάντων.
Η θεωρητική φυσική οδηγεί στην πρώτη γραμμή των πρωτοποριακών υποθέσεων για άλυτα ερωτήματα σε όλους τους τομείς της φυσικής. Σε ορισμένους κύκλους, η θεωρητική φυσική δεν είναι καλά αποδεκτή, επειδή οι θεωρίες είναι αναπόδεικτες και συχνά δεν υπάρχουν εργαλεία για να γίνει αυτό για δεκαετίες, αν και στη διάρκεια της ζωής του επιστήμονα. Ωστόσο, η περιστασιακή υποστήριξη και η μαθηματική συνέπεια οδήγησαν σε μια σημαντική ανακάλυψη στη θεωρία των υπερχορδών που θα μπορούσε να είναι η λεγόμενη Θεωρία των Πάντων. Αυτή η θεωρία θα ενώσει τη Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν με τον κβαντικό κόσμο, εξηγώντας τις σχέσεις μεταξύ των τεσσάρων γνωστών δυνάμεων: της βαρύτητας, των ισχυρών και ασθενών πυρηνικών δυνάμεων και του ηλεκτρομαγνητισμού. Ενώ η μαθηματική συνέπεια είναι στο πλευρό της M-θεωρίας των υπερχορδών, δεν υπάρχει επί του παρόντος κανένας τρόπος να δοκιμαστεί οριστικά.
Οι καλύτεροι συγγραφείς επιστημονικής φαντασίας είναι συχνά φυσικοί που χρησιμοποιούν τις γνώσεις τους στη σκληρή επιστήμη για να προεκβάλλουν έναν εύλογο μελλοντικό κόσμο. Για όποιον έχει έντονο μυαλό και αίσθηση θαύματος, ο αινιγματικός κόσμος της φυσικής μπορεί να προσφέρει μια εξαιρετική και ανταποδοτική πορεία σταδιοδρομίας.