¿Por qué la materia o la energía no pueden ser creadas ni destruidas?

Una de las cosas interesantes de la física es cómo las cantidades conservadas surgen de las simetrías de nuestro universo. Este es un resultado matemático llamado Teorema de Noether.

Si yo (de manera competente) realizo un experimento, no tengo ninguna razón para creer que el experimento dará un resultado diferente si lo conduzco nuevamente 10 pies hacia el este o en otro sistema solar a años luz de distancia. Hemos observado esta simetría traslacional sobre nuestro universo y da lugar a la conservación del impulso.

Del mismo modo, no tengo ninguna razón para creer que mi resultado será diferente si giro 30 grados. Esta simetría rotacional da lugar a la conservación del momento angular.

Y por último, mi experimento dará el mismo resultado mañana y dentro de 100 años. Esta simetría en el tiempo da lugar a la conservación de la energía.

Entonces, mientras observamos la invariancia de la física en el tiempo, entonces la energía se conserva. No puedo predecir si esta invariancia siempre se mantendrá, pero lo hará por ahora y al menos durante mi vida.

Por cierto, la materia es otra forma de energía. Puedo convertir la materia de una forma a otra siempre que se conserve el contenido total de energía. De hecho, puedo convertir la masa sólida en partículas sin masa con la interacción correcta. Sin embargo, esas partículas sin masa tendrán una alta energía para dar cuenta de la masa inicial.

Para ampliar un poco la respuesta de Will Dixon, si escribes una ley de la física como lagrangiana para que se aplique por igual en todo momento, entonces el teorema de Emma Noether nos dice que habrá un valor conservado, y ese valor es lo que llamamos energía. Por lo tanto, es una consecuencia de la necesidad de que nuestras ecuaciones físicas no se refieran a un momento específico, sino que se apliquen por igual en todo momento.

Como sucede, no podemos hacer esto para la relatividad general en el espacio-tiempo curvo porque no hay una manera única de resumir las energías locales en un total. Podríamos si el espacio-tiempo fuera plano; pero no lo es. El espacio es plano (aparentemente) pero la expansión del universo se está acelerando, por lo que el espacio-tiempo no es plano. En consecuencia, no podemos decir que la energía total del universo se conserve.

La energía se conserva, (no se puede crear ni destruir) es una de las leyes básicas de la física.

Cuando los científicos usan la palabra “LEY”, quieren decir, esto es algo que hemos notado de manera constante, y no sabemos por qué lo es. Eso es lo que significa la ley en la ciencia.

Por lo tanto, el impulso se conserva es también una ley.

Se conserva la masa. También una ley.

y muchas otras como las leyes de la termodinámica, etc. Todas las leyes son suposiciones que determinamos que son ciertas y para las cuales no tenemos una explicación más básica. (Si lo hiciéramos, constituirían una nueva ley).

Debido a la ley de conservación de la energía y la fórmula E = mc ^ 2 de Einstein. Básicamente, estas dos leyes están más o menos muy intactas en nuestro sistema cerrado, también conocido como el universo.

Tal vez pueda ser, pero las reglas de la física que tenemos, que se basan en la observación, dicen que no. Sin embargo, el origen de todo es un poco vago –

Big Bang – Wikipedia

– y hay cabos sueltos –

Modelo estándar – Wikipedia

Filosóficamente: parece probable que haya una cantidad fija de cosas en el universo.

Pueden ser destruidos, lo único que no puede ser destruido es la información.

Ni siquiera los agujeros negros pueden destruir la información.

De acuerdo. Siendo sencillo

Por favor, responda a dos de las siguientes preguntas:

¿Puedes crear energía?

¿Puedes crear materia?

Si obtuviste un sí, podrías ganar un premio Nobel si obtuvieras un no, entonces el postulado está probado.

La materia y la energía son cantidades conservadas. Una ley básica en el campo de la física.

La materia y la energía no pueden ser creadas, ni pueden ser destruidas,

Esta es la ley básica de la física. Solo pueden cambiar de un estado a otro.

Porque los definimos como tales.