قائمة المصطلحات

حدد واحدة من الكلمات الرئيسية على اليسار ...

التحولات والتماثلالتماثل في الفيزياء

وقت القراءة: ~10 min

حتى الآن ، كانت جميع التماثلات التي نظرنا إليها مرئية إلى حد ما: أشكال أو صور أو أنماط مرئية. في الواقع ، يمكن أن يكون التماثل مفهومًا أوسع بكثير: مناعة للتغيير.

على سبيل المثال ، إذا كنت تحب عصير التفاح مثلما تحب عصير البرتقال ، فإن تفضيلاتك هي "متناظرة" في ظل التحول الذي يبدل التفاح والبرتقال.

في عام 1915 ، لاحظ عالم الرياضيات الألماني إيمي نويثر أن شيئًا مشابهًا ينطبق على قوانين الطبيعة.

على سبيل المثال ، تخبرنا تجربتنا أن قوانين الفيزياء هي نفسها في كل مكان في الكون. لا يهم إذا أجريت تجربة في لندن ، أو في نيويورك ، أو على كوكب المريخ - يجب أن تكون قوانين الفيزياء هي نفسها دائمًا. بطريقة ما ، لديهم .

وبالمثل ، لا يهم إذا أجرينا تجربة أثناء مواجهة الشمال أو الجنوب أو الشرق أو الغرب: قوانين الطبيعة لها .

وأخيرًا ، لا يهم إذا أجرينا تجربة اليوم أو غدًا أو بعد عام. قوانين الطبيعة "متناظرة مع الزمن".

F =GMmr2 F =GMmr2

قد تبدو هذه "التماثلات" في البداية عديمة المعنى تمامًا ، لكنها يمكن أن تخبرنا كثيرًا عن كوننا. تمكنت إيمي نويثر من إثبات أن كل تناظر يتوافق مع كمية مادية معينة محفوظة.

على سبيل المثال ، يشير التناظر الزمني إلى ضرورة الحفاظ على الطاقة في عالمنا: يمكنك تحويل الطاقة من نوع إلى آخر (مثل الضوء أو الحرارة أو الكهرباء) ، ولكن لا يمكنك أبدًا إنشاء الطاقة أو تدميرها. سيبقى إجمالي كمية الطاقة في الكون ثابتًا دائمًا.

CERN هو أكبر مسرع جسيمات في العلم. يقوم العلماء بتحطيم الجسيمات الأساسية بسرعات هائلة، لمعرفة المزيد عن خصائصها. ّل يمكنك رؤية الشخص في الأسفل لمقارنة الحجم؟

المسارات التي تتخذها شظايا الجسيمات بعد التصادم.

اتضح أنه ، من خلال معرفة التماثل فقط ، يمكن للفيزيائيين استخلاص معظم قوانين الطبيعة التي تحكم كوننا - دون الحاجة إلى إجراء تجربة أو ملاحظة.

يمكن للتناظر حتى التنبؤ بوجود الجسيمات الأساسية. أحد الأمثلة هو هيجز بوسون الشهير: تم توقعه في الستينيات من قبل علماء الفيزياء النظرية ، ولكن لم تتم ملاحظته في العالم الحقيقي حتى عام 2012.