Συμμετρία & Σχετικότητα στον κόσμο μας Κατερίνα Ζαχαριάδου

Συμμετρία στη φύση

Συμμετρία στη φύση Weyl: Ένα αντικείμενο είναι συμμετρικό αν υπάρχει μια διαδικασία που αφήνει αναλλοίωτη τη μορφή του Συμμετρία στη φύση

Τάξη και Αρμονία Τα μαθηματικά είναι η γλώσσα με την οποία εκφράζεται η αρμονία του κόσμου Πυθαγόρας 16ος αιώνας μ.Χ Ο Θεός έχει φτιάξει ένα αρμονικό και συμμετρικό σύμπαν

στους νόμους που διέπουν Ειδική Θεωρία Σχετικότητας Ανακάλυψη-Θεμελίωση μεγάλων επιστημονικών θεωριών Ενοποίηση νόμων Κατάργηση προνομίων Διατήρηση φυσικών μεγεθών Συμμετρία στους νόμους που διέπουν τον φυσικό κόσμο Ειδική Θεωρία Σχετικότητας Ενέργεια Λάθη

Συμμετρία στους φυσικούς νόμους; Μετατόπιση στο χώρο Μετατόπιση στο χρόνο Συμμετρία στους φυσικούς νόμους; Περιστροφή στο χώρο Αλλαγές στα μεγέθη που υπεισέρχονται στους φυσικούς νόμους δεν επιφέρουν καμία τροποποίηση των νόμων και των αποτελεσμάτων τους

Συμμετρία σε περιστροφές Β Α α β α’ β’ Συμμετρία σε περιστροφές Δεν υπάρχει προνομιακό σημείο στο σύμπαν που να είναι η αρχή μέτρησης του χώρου

ένα πιο συμμετρικό σύμπαν Αριστοτέλης(384-322π.Χ ) Η Γη στο κέντρο του κόσμου Κυκλικές τροχιές Κοπέρνικος (1473-1543 ) Ο Θεός πρέπει να έχει δημιουργήσει ένα πιο συμμετρικό σύμπαν Ο ήλιος στο κέντρο του κόσμου Πτολεμαίος(85-165μ.Χ ) Συμμετρία σε μετατοπίσεις & περιστροφές

τους πλανήτες να κινούνται Οι πλανήτες κινούνται ταχύτερα όταν είναι πιο κοντά στον ήλιο Κέπλερ (1571-1630 ) Ελλειπτικές τροχιές ! Η πιο απλή συμμετρία δεν είναι πάντα η αληθινή συμμετρία ? Τι είναι αυτό που κάνει τους πλανήτες να κινούνται γύρω από τον ήλιο ;

σε μετατοπίσεις & περιστροφές Ο παγκόσμιος νόμος της βαρύτητας Νεύτωνας (1641-1727 ) Συμμετρία σε μετατοπίσεις & περιστροφές

Διατήρηση φυσικού μεγέθους 300 χρόνια μετά ... Emmy Noether (1918) Συμμετρία Διατήρηση φυσικού μεγέθους σε στροφές στο χώρο Διατήρηση Στροφορμής π.χ

Οι μηχανικοί νόμοι παραμένουν ίδιοι Οι μηχανικοί νόμοι παραμένουν ίδιοι ανεξάρτητα από το αν είμαστε ακίνητοι ή κινούμαστε με σταθερή ταχύτητα σε ευθεία γραμμή Ενας αδρανειακός παρατηρητής δεν μπορεί από το αποτέλεσμα μηχανικών πειραμάτων να αποφανθεί αν βρίσκεται σε ηρεμία ή σε κίνηση με σταθερή ταχύτητα Αρχή της Σχετικότητας του Γαλιλαίου

Πτώση της έννοιας του απόλυτου χώρου Αρχή της σχετικότητας Αριστοτέλης (384-322 πΧ) Γαλιλαίος (1564-1642 μΧ) Νεύτωνας (1642-1727) Ο χώρος είναι απόλυτος ανεξάρτητος από την κίνηση Ο χρόνος είναι απόλυτος Πτώση της έννοιας του απόλυτου χώρου

γαλιλαϊκοί μετασχηματισμοί ταχύτητας Αρχή της σχετικότητας + απόλυτος χρόνος β

Πτώση της έννοιας του απόλυτου χώρου Παρατηρητές διαφωνούν ως προς το αν δυο γεγονότα που απέχουν χρονικά έχουν συμβεί στο ίδιο σημείο του χώρου 550 χιλιάδες χιλιόμετρα/ώρα 11 χιλιάδες χιλιόμετρα/ώρα

Το φως είναι ηλεκτρομαγνητικό κύμα που ταξιδεύει με σταθερή ταχύτητα c James C. Maxwell η ηλεκτροδυναμική θεωρία του φωτός (1831-1879) Το φως είναι ηλεκτρομαγνητικό κύμα που ταξιδεύει με σταθερή ταχύτητα c Σταθερή ταχύτητα σε σχέση με τι ; Αιθέρας

Πείραμα Michelson -Morley Η πτώση της έννοιας του απόλυτου χρόνου β y’ x’ x c y z z’ Πείραμα Michelson -Morley Αιθέρας

Ο χρόνος είναι σχετικός Όλοι οι νόμοι της Φυσικής είναι ίδιοι για κάθε ΑΔΡΑΝΕΙΑΚΟ παρατηρητή Η ταχύτητα του φωτός είναι σταθερή για όλους τους ΑΔΡΑΝΕΙΑΚΟΥΣ παρατηρητές Ειδική θεωρία της Σχετικότητας Α. Einstein (1879-1955) Ο χρόνος είναι σχετικός

Πτώση της έννοιας του απόλυτου χρόνου Τα ρολόγια 1 και 2 είναι συγχρονισμένα Τα ρολόγια 1 και 2 δεν είναι συγχρονισμένα Πτώση της έννοιας του απόλυτου χρόνου

Συμμετρία σε κίνηση με σταθερή ταχύτητα σε ευθεία γραμμή Ο χρόνος είναι σχετικός Ανάμιξη χρόνου & χρόνου Δεν υπάρχει στο σύμπαν προνομιακό σημείο που να είναι η αρχή μέτρησης του χώρου και του χρόνου Χωρόχρονος Διατήρηση σχετικιστικής ενέργειας

ct χ ?????????????? t’ t x’ x Κοσμική γραμμή Β Α Ο Q Η ώρα είναι 8 Οι νόμοι της φυσικής είναι αναλλοίωτοι κάτω από μετασχηματισμούς Lorentz χ Κοσμική γραμμή Ο Α Β ct

Η τετραορμή διατηρείται Πειραματική επαλήθευση ??? Η τετραορμή διατηρείται CERN

σε συστήματα που κινούνται Συμμετρία σε όλα τα συστήματα αναφοράς σε συστήματα που κινούνται με σταθερή ταχύτητα σε ευθεία γραμμή Ειδική θεωρία Σχετικότητας Γενική θεωρία Χώρος+Χρόνος Χωρόχρονος +ύλη

? Συμμετρία U(1) φως SU(3) γκλουόνια SU(2)XU(1)Y Ηλεκτρομαγνητικές αλληλεπιδράσεις Κβαντική Ηλεκτροδυναμική Εσωτερικός κόσμος των quarks ‘Ενοποίηση’ Aσθενών+Ηλεκτρομαγνητικών αλληλεπιδράσεων γκλουόνια φως ?