Bevaringslov

Historie

I lang tid troede man, at disse love var gældende for mængden af masse og energi i universet. Senere sagde Albert Einstein, at de ikke var helt sande. Han sagde, at masse kunne ændres til energi (eller omvendt). Hvis det skete, ville det være i strid med bevarelseslovene, for hvis masse blev omdannet til energi, ville den samlede mængde masse falde, og den samlede mængde energi ville stige.

Einstein sagde, at bevarelseslovene stadig kunne anvendes, hvis al masse og al energi blev samlet. Han sagde, at selv om massen ændrer sig eller energien ændrer sig, ændres summen ikke, når de lægges sammen. Så nu er der kun én bevarelseslov for masse og energi tilsammen.

Problemer

Naturligvis måles masse i kilogram, og energi måles i joule. De kan ikke lægges direkte sammen, men Einstein fandt en måde at lægge dem sammen på. Han skabte ligningen E = m c 2 {\displaystyle E=mc^{2}} . Denne ligning betyder, at før man lægger mængden af masse til mængden af energi, skal massen ganges med lysets hastighed og derefter med lysets hastighed igen.

Formål

Nogle af de ting, der menes at blive bevaret, er:

• momentum
• masse og energi tilsammen
• Bevarelse af energi
• Bevarelse af masse
• vinkelbevægelse
• afgift

Bevaringslove er nyttige for folk, når de løser problemer i fysik. Det skyldes, at hvis de ved, at en ting er bevaret, giver det dem flere matematiske oplysninger om den ting, som de løser problemet om.

Emmy Noether viste, at bevarelseslove kan siges at udspringe af symmetrier i fysikkens love. Denne sætning, kaldet Noethers sætning, giver fysikerne et yderst effektivt redskab til at forsøge at løse komplicerede problemer.

For eksempel:

• Da der ikke findes nogen absolut position, men kun relativ position, kan vi konkludere, at det samlede momentum i et lukket system er bevaret.
• Da der ikke findes absolut tid, men kun relativ tid, kan vi konkludere, at den samlede energi i et lukket system er bevaret.
• Da der ikke findes nogen absolut orientering eller foretrukken retning i rummet, men kun relativ orientering, kan vi konkludere, at den samlede vinkelbevægelse i et lukket system er bevaret.
• Der findes mere sofistikerede symmetrier, som f.eks. den lokale måleinvarians, der fører til bevarelse af ladningen.

Typer af bevarelseslove

Bevaringslove kan være af to typer, globale eller lokale.

Global bevarelse

En global bevarelseslov siger blot, at den samlede mængde af noget i universet ikke ændrer sig i tiden.

Lokal bevarelse

En lokal naturbeskyttelseslov siger lidt mere end det. Den siger, at hvis mængden af noget har ændret sig et sted, er det fordi det er flyttet ind eller ud af det pågældende sted, og vi kan måle denne bevægelse.