Bevarandelag

Historia

Länge trodde man att dessa lagar gällde för mängden massa och energi i universum. Senare sa Albert Einstein att de inte var helt sanna. Han sa att massa kan omvandlas till energi (eller tvärtom). Om detta hände skulle det strida mot bevarandelagarna, för om massa omvandlas till energi minskar den totala mängden massa och den totala mängden energi ökar.

Einstein menade att bevarandelagarna fortfarande kan tillämpas om all massa och all energi kombineras. Han sa att även om massan eller energin förändras, ändras inte summan när de adderas tillsammans. Nu finns det alltså bara en bevarandelag för massa och energi tillsammans.

Problem

Naturligtvis mäts massan i kilogram och energin i joule. De kan inte adderas direkt, men Einstein hittade ett sätt att addera dem. Han skapade ekvationen E = m c 2 {\displaystyle E=mc^{2}} . Denna ekvation innebär att innan man adderar mängden massa till mängden energi måste massan multipliceras med ljusets hastighet och sedan med ljusets hastighet igen.

Syfte

Några av de saker som man tror att man kan bevara är:

• Momentum
• massa och energi läggs samman
• Bevarande av energi
• Bibehållande av massan
• Vinkelmoment.
• avgift

Bevarandelagar är till hjälp när man löser problem i fysik. Detta beror på att om de vet att en sak är bevarad, ger det dem mer matematisk information om det som problemet handlar om.

Emmy Noether visade att bevarandelagar kan sägas uppstå ur symmetrier i fysikens lagar. Denna sats, som kallas Noethers sats, ger fysikerna ett extremt kraftfullt verktyg för att försöka lösa komplicerade problem.

Till exempel:

• Eftersom det inte finns någon absolut position, utan endast en relativ position, kan vi konstatera att det totala rörelsemängden i ett slutet system är bevarad.
• Eftersom det inte finns någon absolut tid, utan endast relativ tid, kan vi konstatera att den totala energin i ett slutet system är bevarad.
• Eftersom det inte finns någon absolut orientering eller önskad riktning i rymden, utan endast en relativ orientering, kan vi konstatera att det totala vridmomentet i ett slutet system är bevarat.
• Det finns mer sofistikerade symmetrier, som lokal mätinvarians, som leder till att laddningen bevaras.

Typer av bevarandelagar

Det finns två typer av bevarandelagar: globala och lokala.

Globalt bevarande

En global bevarandelag säger bara att den totala mängden av något i universum inte förändras med tiden.

Lokalt bevarande

En lokal naturvårdslag säger lite mer än så. Den säger att om mängden av något förändras på en plats beror det på att det har flyttats in till eller ut från den platsen, och vi kan mäta den rörelsen.