Invariantnost, symetrie a multidimenzionálnost prostoru

Invariantnost a symetrie

Fyzikální zákon = víra ve stálost věcí
přírodní zákonitost

• obecnost

• stálost

• nutnost víra v neměnnost základních principů (ale nikoli substanční pojetí světa, jde pouze o principy, nikoli o látky:

  Například:

  • akce se vždy rovná reakci
  • rychlost světla ve vakuu je konstantní
  • množství energie v uzavřených systémech je neměnné)

  Neměnnost, stálost, je důsledek symetrie
  Symetrie = invariantnost vůči určitým typům transformací

  Pohyb symetrického tělesa kolem jeho osy nemění jeho vzhled. Vztah symetrie a invariantnosti platí pro všechny materiální objekty. Stálost vlastností předmětů i při změnách jejich polohy ("pohyb v prostoru") symetrie prostoru

  Invariantnost fyzikálních zákonů vůči prostorovým transformacím

  Pokud by fyzikální zákony nebyly invariantní, sestrojili bychom např. toto perpetuum mobile.
  

  podle J. D. Barrow

  Zákony zachování (látky a energie) je možné vysvětlit jako důsledek symetrie.

Supersymetrie

symterie v kosmologických teoriích —

matematický popis vesmíru zahrnující všechny známé základní fyzikální zákony

Výchozí bod — symetrie světa částic

dvě rozdílné třídy elementárních částic

Fermiony

• částice podílející se na stavbě látky

Bosony

• částice zprostředkovávající interakce

  Symetrie částic

  Fermiony	Antifermiony
  kvark	skvark
  lepton	slepton
  Bosony	Antibosony
  gluon	sgluon
  foton	fotino
  graviton	gravitino

  Symetrie však musí být porušena, aby mohl vzniknout život.

  A dále pouze pro ilustraci, kam až to vede ...

Teorie supergravitace

(kvantový popis gravitace a možné důsledky pro prostorovou strukturu vesmíru) Jeden z popisů počítá s původně 10 dimenzemi prostorovými a jednou časovou
částice by v tomto popisu nebyly prezentované jako body, ale jako úsečky
Během inflace se 7 dimenzí zhroutilo pod pozorovatelnou mez 10^-33cm a zůstalo dnešních 3+1. Zhroucené dimenze se projevují v podobě pole, interakcí, ...

Teorie superstrun

B. dvourozměrně popsaná částice světočára = roura

C. Interakce částic spojené potrubí

Časoprostorová pěna

A. klasická koncepce vakua, ve kterém se nic neděje.

B. Aplikace kvantové fyziky na vesmír, stav těsně po Big Bangu

Velkorozměrová prostorová struktrura vesmíru