Legea conservării

Istoric

Pentru o lungă perioadă de timp, oamenii au crezut că aceste legi sunt valabile pentru cantitatea de masă și energie din univers. Mai târziu, Albert Einstein a afirmat că acestea nu sunt complet adevărate. El a spus că masa se poate transforma în energie (sau invers). Dacă acest lucru s-ar întâmpla, ar fi contrar legilor conservării, deoarece dacă masa s-ar transforma în energie, cantitatea totală de masă ar scădea, iar cantitatea totală de energie ar crește.

Einstein a spus că legile conservării ar putea fi folosite în continuare dacă toată masa și toată energia ar fi combinate. El a spus că, chiar dacă masa sau energia se schimbă, suma nu se modifică atunci când sunt adunate. Așadar, acum există o singură lege de conservare pentru masă și energie împreună.

Probleme

Desigur, masa se măsoară în kilograme, iar energia se măsoară în jouli. Ele nu pot fi adunate direct, dar Einstein a găsit o modalitate de a le aduna. El a creat ecuația E = m c 2 {\displaystyle E=mc^{2}}. . Această ecuație înseamnă că, înainte de a adăuga cantitatea de masă la cantitatea de energie, masa trebuie înmulțită cu viteza luminii și apoi din nou cu viteza luminii.

Scop

Unele dintre lucrurile care se consideră a fi conservate sunt:

• momentum
• masa și energia însumate
• Conservarea energiei
• Conservarea masei
• momentul unghiular
• taxă

Legile de conservare sunt utile pentru oameni atunci când rezolvă probleme de fizică. Acest lucru se datorează faptului că, dacă știu că un lucru este conservat, le oferă mai multe informații matematice despre lucrul pentru care fac problema.

Emmy Noether a arătat că se poate spune că legile de conservare rezultă din simetrii în legile fizicii. Această teoremă, numită teorema lui Noether, oferă fizicienilor un instrument extrem de puternic pentru a încerca să rezolve probleme complicate.

De exemplu:

• Deoarece nu există o poziție absolută, ci doar o poziție relativă, putem obține că impulsul total al unui sistem închis se conservă.
• Deoarece nu există timp absolut, ci doar timp relativ, putem obține că energia totală a unui sistem închis se conservă.
• Deoarece nu există o orientare absolută sau o direcție preferată în spațiu, ci doar o orientare relativă, putem spune că momentul unghiular total al unui sistem închis se conservă.
• Există simetrii mai sofisticate, cum ar fi invarianța gauge locală, care conduc la conservarea sarcinii.

Tipuri de legi de conservare

Legile de conservare pot fi de două tipuri: globale sau locale.

Conservarea globală

O lege de conservare globală spune doar că cantitatea totală de ceva în univers nu se schimbă în timp.

Conservarea locală

O lege locală de conservare spune ceva mai mult decât atât. Spune că, dacă cantitatea de ceva s-a schimbat într-un loc, este pentru că s-a mutat în sau din acel loc, iar noi putem măsura această mișcare.