En la secundaria me enseñaron energía se conserva. Luego aprendí que las reacciones nucleares permiten energía para convertirse en masa. Entonces escuché que al parecer energía puede aparecer espontáneamente en la mecánica cuántica. ¿Por lo tanto, hay otra consideraciones respecto con la conservación de la energía?
Respuestas
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El tema de la "Conservación de Energía" realmente depende de la "teoría", paradigma, que estás pensando - y puede variar bastante.
Un buen martillo a utilizar para golpear a este clavo es Nöther del Teorema: ver, por ejemplo, cómo se aplica en la Mecánica Clásica.
El mismo principio puede ser aplicado a todas las demás teorías de la Física, de la Termodinámica y la Mecánica Estadística de todo el camino hasta la Relatividad General y la Teoría Cuántica de campos (y el Indicador de Teorías).
Por lo tanto, la lección a aprender es que la Energía sólo se conserva si no hay traslación de tiempo de simetría en el problema.
Lo que nos lleva a la teoría General de la Relatividad: en varios casos interesantes en GR, es simplemente imposible de definir adecuadamente un "tiempo" dirección! Técnicamente hablando, esto implicaría una cierta mundial de la propiedad (que se llama "global hyperbolicity") que no todos los de 4 dimensiones spacetimes tener. Así que, en general, la Energía no se conserva en GR.
Como para que los efectos cuánticos, la Energía se conserva en la Teoría Cuántica de campos (que es un superconjunto de la Mecánica Cuántica, por así decirlo): aunque es cierto que puede haber fluctuaciones, estos están limitados por el "principio de incertidumbre", y no afectan a la aplicación de Nöther del Teorema de la QFT.
Así, la conclusión es que, aunque la energía no se conserva siempre, siempre podemos entender lo que esto no conservación de la media a través de Nöther del Teorema. ;-)
xyz
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9067
Luego me enteré de que las reacciones nucleares que permiten que la energía se convierte en masa.
Eso sería todo lo contrario y, en cualquier caso, la masa es energía (la energía es masa), por lo que la conversión de uno a otro no conservar la energía.
Luego también he oído que al parecer la energía pueden aparecen espontáneamente en la mecánica cuántica.
Por un tiempo muy corto, dado por el principio de incertidumbre de Heisenberg. Y eso no es una violación de la conservación de la energía.
Así que, ¿hay alguna otra advertencias con la conservación de la energía?
¿Por qué "otros" ? No hay ningún problema con la conservación de la energía.
Chad Cooper
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131
La energía siempre se conserva sin ninguna advertencia.
Con el advenimiento de la relatividad especial de einstein, la masa y la energía son considerados equivalentes. En otras palabras, están representados por una cantidad vectorial llamado de energía-impulso del vector. Antes de la relatividad eran ciertas leyes que se han unificado. Es una ley fundamental que está conectado a algunos de los básicos empírica propiedades del universo, como el hecho de que las leyes de la física no cambian con el tiempo.
La energía no aparecen espontáneamente en la mecánica cuántica ... sin embargo, no puede ser medida con precisión, y esto permite que las fluctuaciones de energía. La diferencia más importante es que a pesar de la cantidad total de energía que puede cambiar, este es muy breve período de tiempo, después de lo cual la cantidad original se restaura. Por lo tanto la energía de la fluctuación puede ser considerado como virtual. De no obtener energía de la nada y de la energía se conserva.
Bagrat
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Generalmente, pero no siempre, la Energía es una cantidad conservada como las otras respuestas han explicado.
Pero la siguiente aclaración es importante:
En el BB marco donde el espacio se expande, o en la doble reducción de la materia' (casi el doble)(comoving marco), la relación de la materia/espacio no es invariante y la energía no se conserva, es decir, Nöther del Teorema no se aplica. Es bien sabido que los fotones suelto energía como la que se propagan. No puedo encontrar un argumento para explicar por qué las partículas son de los que no (como lo son también la materia, ondas sueltas de energía.
El otro punto relevante es que la energía puede ser destruido, cancelado, aniquilado, ya demostrado por el experimento como se describe aquí: real-en vivo-antilaser, papel, y aquí una tentativa de discusion. Otro ejemplo: ¿cuál es la energía radiada por dos dipolos centrado en la misma frecuencia y en fase de oposición ? cero. Lo mismo sucede con dos fotones en condiciones similares.
añadió:
Es bien sabido que el corrimiento al rojo cosmológico de la luz es generalmente interpretado(*) como una disminución de la energía debido a que los fotones de longitud de onda está aumentando con el tiempo.
Las ecuaciones para la interferencia de los paralelos de la luz polarizada son :
ver Kostya respuesta aquí y la sustitución de Delta por Pi:
$\vec{E}=iE_{0}(cos(wt)+cos(wt+\pi))=0$ ; $I\vec{=|\vec{E|}^{2}}=0$.
La luz cancelar cuando instantáneos de la suma de la E y B el vector de campo de los componentes es igual a 0. Un hecho conocido hace mucho tiempo (desde Maxwell ?). (ver principio de superposición o interferencia )
Otras dos situaciones que nos debe hacer pensar en la conservación de la energía:
acelerado cargos irradiar (discusión en matpages)
los cuerpos en movimiento en un campo gravitatorio irradiar ondas gravitacionales (ver MotionMountain e-libro libre, cap 18-Movimiento en la Relatividad General)
(*) No comparto la interpretación habitual, sino que uno es el oficial.
No puedo remmember de cualquier otra situación en la que la energía no se conserva. No estoy incluyendo a la Energía Oscura posibles problemas (ver CosmicVariance)
Los cuatro casos excepcionales, nos debe hacer pensar acerca de nuestros conceptos.
