一个很简单的实验,彻底改写了物理学! 从诺特定理到时间平移对称,为什么会动摇能量守恒定律?

Description
诺特定理揭示了物理学的深刻本质:对称即守恒!空间平移对称对应动量守恒,时间平移对称则必然导出能量守恒。通过最小作用量原理和拉格朗日力学,可严格证明若物理规律不随时间改变(时间平移对称),系统的总能量必将保持恒定。
然而,宇宙加速膨胀的观测事实动摇了这一基石。红移现象表明光子能量在膨胀时空背景中逐渐损失,暗能量的引入更说明时间平移对称性在宇宙尺度上已被破坏。肖恩·卡罗尔等物理学家指出,广义相对论框架下无法定义全局守恒能量。视频部分素材来自:Veritasium

Comments

诗情sc 2025-09-23

当你以为消失的东西,其实在暂时看不见的地方转化了

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千灵月羽明雪 2025-10-04

科学之所以是科学,就是因为它能承认自己错了,并想尽办法接近正确。

♥ 768 ↩ 27

纸之上 2025-09-23

有没有一种可能,空间本身也能包含能量

♥ 778 ↩ 24

骚红的坩埚钳 2025-09-24

那能量能凭空消失,是不是也能凭空出现,既然宇宙在膨胀,扔出去的石头不会越来越快吗?

♥ 669 ↩ 31

丑时之饿 2025-09-24

哈哈,相信很多人看完这个视频,就开始到处说能量不守恒了[笑哭][笑哭]

♥ 474 ↩ 18

DOMO哥DOLLA妹 2025-09-23

空间平移对称性是动量守恒 时间平移对称性是能量守恒 空间旋转对称性是角动量守恒 空间反演对称性是宇称守恒(弱相互作用中不成立) [doge][doge]

♥ 198 ↩ 9

一切责任都在美西方 2025-09-23

科学就是相对真理无限逼近绝对真理的动态过程,不像宗教、玄学和迷信那样一开始就号称包罗万象、永远正确、不容置疑!

♥ 321 ↩ 31

刘子酱 2025-09-25

是我喜欢的评论区,大家都像爱因斯坦一样发表着惊天言论

♥ 239 ↩ 5

穷鬼一个2333 2025-09-24

此视频内容包含争议,我好奇查了查,最新研究认为,宇宙膨胀还可能是因为引力,目前一切还是个迷

♥ 124 ↩ 3

kansui 2025-09-23

红移是因为宇宙膨胀,或者说空间膨胀,并不是光的能量凭空消失了,应该是被膨胀的空间稀释了, 想象一下一光年外向地球照射了一小时光,第一秒钟的光过来花了一年,最后一秒的光过来因为宇宙膨胀花了一年零一秒,光源只照射了1小时,一光年外的我们却被照射了一小时零一秒,多出来的一秒钟能量哪来的,不就可以理解为空间膨胀把光拉长了吗,所以应该是稀释而非消失 或者想象一下恒星一年发出的光应该是一个一光年的光球,没有宇宙膨胀下距离恒星一光年位置那个球面就是一年前那个瞬间这个恒星发出的光,因为宇宙膨胀,这个“光膜”大了一些,那不就是被“稀释”了 第一个例子可以可以假设为平行光,膨胀导致光在“时间方向/传输方向”被拉长了,第二个例子取两个时刻切片,以面积的形式说明了光也被空间膨胀沿着垂直传输方向拉长,沿垂直传播方向拉长的表现可能是光强度变弱,沿传播方向拉长只能是频率变低了吧(红移),所以能量没有消失而是被膨胀的空间稀释,不知道这种理解对不对,相对论太抽象了,我还是以经典物理想象的, 而一块石头是一块物体,有分子间作用力互相拉扯,那它的动能怎么稀释,而且宇宙尺度下什么叫静止,有这个概念吗,而且各个星球不就是大一点的石头,人类没做的实验宇宙从诞生之初就在进行了,?

♥ 134 ↩ 27

夜水朱华 2025-09-23

即使没有这个理论,按照经典力学的观点,球也会停止,因为没有绝对真空。

♥ 123 ↩ 4

wymanzoom 2025-09-28

这评论区云是真的多,我来大致的解释一下这个视频吧,就是首先他提出了最重要的观点,那就是诺特说的在空间上对称是动量守恒,在时间上对称是能量动能守恒,旋转对称是角动量守恒,然后带入拉格朗日方程,再导出发现动量和角动量必然守恒,那么只要证明时间维度的动能不守恒,就可以确定能量一直在消耗,然后哈勃观测到了红移现象,我记得这个现象在我小学的时候就知道了,但不知道能意味着什么,这意味着就是说,动能不守恒,也就是波长逐渐变长,能量逐渐变小,能量消耗了,那么,开头提出的问题自然也就逻辑自洽了,也就是说,这颗石头随着时间的推移,它的动能变小了,那么它自身的质量和速度也会变小,质量不能变当然是静止质量,所以宏观上速度会变小

♥ 62 ↩ 3

瞎突突642 2025-09-24

这条视频的意思是不是说∶宇宙中的“真空”并非一片虚无,而是存在一定的物质和能量作用来耗散小球的动能?

♥ 76 ↩ 7

开天___ 2025-09-23

能量守恒严格适用于封闭系统,并且要先定义“能量”这个量该如何在整个系统(包括引力场或 时空)中计算。光子的能量减少通常是说在“只看光子子系统”时能量减少——但如果把场、度 规、整体引力能量等都算上,总能量问题就变复杂。 在广义相对论里,全局能量的定义并不像牛顿力学那么直接;没有全局时间平移对称性时,就 没有由诺特定理直接给出的“全宇宙守恒能量”,但这不是“守恒定律在小尺度下失效”,而是“我 们无法定义一个统一的、对所有观察者都适用的全局能量标量”。 换句话说:守恒律的数学条件(对称性)不满足,所以不应期待有对应的守恒量——这和“定律 被推翻”是两个不同层次的问题。

♥ 37 ↩ 1

七分墨气 2025-09-24

还是没懂石头为啥会停止

♥ 20 ↩ 52

文佳大人 2025-09-24

我喜欢听这些,让我感觉自己空空的脑袋有种在学习的错觉

♥ 22

raindownquite 2025-09-25

就像逆水撑舟,小船的动能或许并未消失,而只是转移到了水浪中,只不过我们还没能找出“水浪”的真身?如果是这样那就太好了

♥ 16

西红柿压饸饹 2025-09-23

我明白了,最后石头停下来是因为速度被宇宙膨胀抵消了

♥ 16 ↩ 8

优空酱 2025-09-24

其实大部分数据都是计算和猜想得出的。火星上也没做过实验,人类活动半径甚至没超过太阳系,现代物理属于是建立在数学假设上的空中楼阁

♥ 15

东远丶JiangDCh 2025-09-28

主要是目前来看可观测宇宙极大概率远远小于真实宇宙,这样来看在可观测宇宙中的“膨胀”在未观测到的地方未必就没有对应的“收缩”,但是不可观测的地方深究起来并没有太大意义,所以将能量守恒定律限定在相对较小的空间尺度下足够人们将其视为在太阳系甚至银河系之中进行工程活动的理论支持了

♥ 13