¿Qué significa cuando los científicos siempre se refieren a la simetría en el universo?

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Este es un asunto extremadamente cargado, y debo admitir que no lo comprendo completamente, pero trataré de esbozar una imagen más clara.

Hay varios tipos de simetría, usted tiene simetría de espejos (no sé si este es el nombre habitual en inglés, pero debería hablar por sí mismo). Pero también puede tener simetría rotacional: si gira un globo (o su vista), la imagen seguirá siendo la misma: simetría. También hay algo que se llama simetría traslacional: si se mueve una cierta distancia en alguna dirección, la imagen permanece igual.

Si define lo que significa ser simétrico (de cualquier tipo), en términos matemáticos, puede ver si las fórmulas y las teorías son simétricas. Tomemos por ejemplo la fórmula
-x ^ 2 + x ^ 4 – Wolfram | Alpha
y echa un vistazo a la gráfica.

Es bastante obvio que este gráfico es simétrico, si envía [math] x \ rightarrow -x [/ math] la fórmula completa y el gráfico se mantienen igual. Entonces, esta fórmula podría ser parte de alguna teoría simétrica, como el potencial por ejemplo.

Así que consideremos el caso muy simplista en el que tenemos un objeto con forma exactamente igual a la figura anterior. Asumamos que hay gravedad, y que este objeto no tiene fricción. Y una vez que la bola está sobre el objeto, no se irá (es decir, no podrá volar)

Ahora colocamos una bola en algún lugar del objeto (ya sea la pierna izquierda o derecha), pero más alto que el pico medio. La bola comenzará a rodar hacia abajo, con el tiempo encontrará el pico medio y comenzará a rodar hacia arriba, perdiendo parte de la energía. Ya que comenzó más alto que el pico medio, tendrá suficiente energía para vencerlo, por lo que eventualmente rodará hacia abajo en el otro lado, contra el otro exterior. Eventualmente, alcanzará su altura original (pero en el otro lado del objeto. Desde allí comenzará a rodar nuevamente y todo volverá a comenzar).

La afirmación es que esta situación es simétrica: la bola continuará haciendo este movimiento sin fin, y si espera lo suficiente, en algún momento aparecerá en la posición exacta del espejo.

Sin embargo, digamos que colocamos la bola más abajo: más abajo que el pico medio. Una vez más, la bola rodará hacia abajo, comenzará a escalar el pico medio, pero como comenzó más bajo que ese pico, no tendrá suficiente energía para superarlo. En su lugar, rodará hacia atrás en una de las regiones más bajas.

Lo que ocurre aquí es que, en este escenario, la bola nunca dejará la región inferior en la que comenzó. Dado que la otra región baja no tiene una bola (y nunca la tendrá), esta situación ya no es simétrica.

Este ejemplo bastante simplista muestra la ruptura de simetría: a pesar de que el objeto era simétrico, logramos romper esa simetría y forzar a todo el sistema en un estado que ya no era simétrico. En este ejemplo, coloco la bola en un lugar alto o bajo, pero en la naturaleza, puede ser la temperatura, el campo magnético o algún otro parámetro que determine dónde se coloca la bola.

No voy a entrar en detalles mucho más aquí, pero si, en física, se rompe una simetría, estamos hablando de una transición de fase (por ejemplo, agua a gas). Las transiciones de fase son extremadamente interesantes en física (y la química, estoy seguro), porque significa que la materia puede comportarse de manera muy diferente dependiendo de la temperatura u otro parámetro.