Bảng chú giải

Chọn một trong những từ khóa bên trái

Biến đổi và đối xứngĐối xứng trong Vật lý

Thời gian đọc: ~10 min
Trang này đã được dịch tự động và có thể có lỗi. Vui lòng liên lạc nếu bạn muốn giúp chúng tôi xem xét các bản dịch!

Cho đến nay, tất cả các đối xứng chúng ta nhìn vào đều có hình ảnh theo một nghĩa nào đó: hình dạng, hình ảnh hoặc mô hình có thể nhìn thấy. Trong thực tế, đối xứng có thể là một khái niệm rộng hơn nhiều: miễn dịch với thay đổi .

Ví dụ, nếu bạn thích nước táo nhiều như bạn thích nước cam, thì sở thích của bạn là đối xứng trực tiếp theo sự biến đổi hoán đổi táo và cam.

Năm 1915, nhà toán học người Đức Emmy Noether đã quan sát thấy rằng một cái gì đó tương tự là đúng với quy luật tự nhiên .

Ví dụ, kinh nghiệm của chúng tôi cho chúng ta biết rằng các định luật Vật lý giống nhau ở mọi nơi trong vũ trụ. Không thành vấn đề nếu bạn tiến hành một thí nghiệm ở London, hoặc ở New York hoặc trên Sao Hỏa - các định luật Vật lý phải luôn giống nhau. Theo một cách nào đó, chúng có .

Tương tự như vậy, sẽ không có vấn đề gì nếu chúng ta tiến hành một thí nghiệm trong khi hướng về phía Bắc, hoặc Nam hoặc Đông hoặc Tây: quy luật tự nhiên có .

Và cuối cùng, không có vấn đề gì nếu chúng ta tiến hành một thí nghiệm hôm nay, hoặc ngày mai hoặc trong một năm. Quy luật tự nhiên là thời gian đối xứng của người Viking.

F =GMmr2 F =GMmr2

Những đối xứng của người Viking ban đầu có vẻ khá vô nghĩa, nhưng chúng thực sự có thể cho chúng ta biết rất nhiều về vũ trụ của chúng ta. Emmy Noether quản lý để chứng minh rằng mọi đối xứng tương ứng với một lượng vật lý nhất định được bảo toàn .

Ví dụ, đối xứng thời gian ngụ ý rằng Năng lượng phải được bảo toàn trong vũ trụ của chúng ta: bạn có thể chuyển đổi năng lượng từ loại này sang loại khác (ví dụ ánh sáng thành điện năng), nhưng bạn không bao giờ có thể tạo hoặc phá hủy năng lượng. Tổng lượng năng lượng trong vũ trụ sẽ luôn không đổi.

CERN is the world’s largest particle accelerator. Scientists smash together fundamental particles at enormous speeds, to learn more about their properties. Can you see the person at the bottom, for size comparison?

The paths taken by particle fragments after a collision

Nó chỉ ra rằng, chỉ cần biết về sự đối xứng, các nhà vật lý có thể rút ra hầu hết các định luật tự nhiên chi phối vũ trụ của chúng ta - mà không cần phải thực hiện một thí nghiệm hay quan sát.

Đối xứng thậm chí có thể dự đoán sự tồn tại của các hạt cơ bản. Một ví dụ là Higgs Boson nổi tiếng: nó được dự đoán vào những năm 1960 bởi các nhà vật lý lý thuyết, nhưng không được quan sát trong thế giới thực cho đến năm 2012.