¿Por qué la naturaleza exige simetría?

La naturaleza no es una entidad consciente, en realidad no ‘exige’ nada.

Si se pregunta “¿por qué la naturaleza es casi simétrica?”, La respuesta es, desafortunadamente, nadie lo sabe. (Verá por qué agregué ‘casi’ en un segundo).

Existen teorías físicas como el teorema de Noether que explican cómo las cantidades son simétricas y su relación con las leyes de conservación en física. Pero en cuanto a por qué, nadie lo sabe. Es una de esas cosas que está tan profundamente en el ‘por qué’, que llegas a un callejón sin salida.

Vale la pena mencionar que existen leyes en física que no son simétricas, y hay procesos donde las cantidades no se conservan. Entonces, en ese sentido, hay tres ramas: fenómenos simétricos, fenómenos casi simétricos y fenómenos asimétricos.

Feynman escribió una excelente pieza sobre esto en su serie de conferencias.

Describe cómo es una puerta en Japón que a primera vista está tan perfectamente creada que parece impecable. Pero si te acercas, verás que hay una pequeña imperfección. Se rumorea que los constructores de esa puerta pusieron la imperfección allí para asegurarse de que los Dioses no se pongan celosos y enojados por la perfección del hombre.

Entonces, ¡tal vez la naturaleza sea casi simétrica para que no tengamos celos de su perfección!

Personalmente, no creo que sea verdad. La naturaleza me parece bastante perfecta.

Esta es una consecuencia directa de un teorema muy importante conocido como el teorema de Noether que establece que cada simetría diferenciable de la acción de un sistema físico tiene una ley de conservación correspondiente. Esto se traduce aproximadamente que cada simetría de un sistema físico da lugar a una cantidad conservada. La aplicación del teorema de Noether permite a los físicos obtener ideas poderosas sobre cualquier teoría general en física, simplemente analizando las diversas transformaciones que harían invariante la forma de las leyes involucradas. . Por ejemplo:

  • la invariancia de los sistemas físicos con respecto a la traducción espacial (en otras palabras, que las leyes de la física no varían con las ubicaciones en el espacio) da la ley de conservación del momento lineal;
  • la invariancia con respecto a la rotación da la ley de conservación del momento angular
  • la invariancia con respecto a la traducción del tiempo da la conocida ley de conservación de energía

Como sabemos que la simetría está en todas partes y la mayoría de nuestras leyes físicas se derivan de la simetría del universo (teorema de Noether, naturaleza isotrópica de la radiación, simetría de números de leptones y quarks, descubrimiento de partículas omega solo sobre la base de la simetría). Pero, ¿por qué nuestra naturaleza está tan metida en la simetría? No puedo encontrar ninguna razón para que tal vez nuestro universo todavía hubiera funcionado perfectamente sin ninguna simetría.