Question:
Qu'est-ce que l'énergie? D'où vient-il?
Anna
2011-01-16 16:15:40 UTC
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À part l'explication simpliste du premier cycle, je n'ai jamais vraiment compris ce qu'est vraiment l'énergie. On m'a dit que c'est quelque chose lors de la conversion d'un type de quelque chose à un autre, ou est-ce que certains "fonctionnent", comme défini par nous, mais qu'est-ce que c'est quelque chose?

De plus, si la quantité totale d'énergie dans l'univers est finie et que nous ne pouvons pas créer d'énergie. Alors, d'où vient-il? J'ai appris de la thermodynamique où cela va , mais d'où vient-il?

Je sais que cela ressemble à quelque chose de trivialement simple, mais il se passe tellement de choses dans le physique l'univers et je ne peux tout simplement pas comprendre ce que c'est. C'est peut-être parce que je n'ai pas la compréhension mathématique que je ne peux pas saisir les choses subtiles que fait l'univers. Pourtant, je veux comprendre ce qu'il fait. Comment puis-je comprendre ce qu'il fait?

( Remarque: Ce qui m'a incité à poser cette question était cette réponse. Je suis peur que cela ne me déroute encore plus et je me suis assis là à regarder l'écran pendant 10 bonnes minutes.)

La conservation de l'énergie peut être violée si la symétrie temporelle est violée.Cela se produit dans l'immensité de l'espace où l'énergie sombre accélère plus que jamais l'espace et le temps.Cela viole la conservation de l'énergie et est autorisé tant que la symétrie du temps est également violée.
Huit réponses:
#1
+95
Luboš Motl
2011-01-16 17:20:27 UTC
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L'énergie est une quantité quelconque - un nombre avec les unités appropriées (dans le système SI, Joules) - qui est conservée du fait que les lois de la physique ne dépendent pas du moment où les phénomènes se produisent, c'est-à-dire comme une conséquence de la symétrie temporelle-translationnelle. Cette définition, liée au théorème fondamental d'Emmy Noether, est la plus universelle parmi les définitions précises du concept d'énergie.

Qu'est-ce que le «quelque chose»? On peut dire que c'est un nombre avec des unités, une quantité dimensionnelle. Je ne peux pas vous dire que l’énergie est une pomme de terre ou un autre objet matériel parce qu’elle ne l’est pas (bien que, lorsqu'elle est stockée dans l’essence ou tout autre matériau "fixe", la quantité d’énergie est proportionnelle à la quantité du matériau). Cependant, lorsque je définis quelque chose comme un nombre , c'est en fait une définition beaucoup plus précise et rigoureuse que toute définition qui inclurait les pommes de terre. Les nombres sont beaucoup plus bien définis et rigoureux que les pommes de terre, c'est pourquoi toute la physique est basée sur les mathématiques et non sur la cuisson des pommes de terre.

Il y a des siècles, avant que les gens n'apprécient le rôle fondamental des mathématiques en physique, ils cru par exemple que la chaleur - une forme d'énergie - était un matériau appelé le phlogistique . Mais, il y a longtemps, des expériences ont été faites pour prouver qu'une telle image était invalide. Le $ E = mc ^ 2 $ d'Einstein a en partie ravivé l'idée - l'énergie est équivalente à la masse - mais même la masse dans cette formule doit être considérée comme un nombre plutôt que comme quelque chose qui est fait de morceaux qui peuvent être "touchés".

L'énergie a de nombreuses formes - des termes contribuant à l'énergie totale - qui sont plus "concrètes" que le concept d'énergie lui-même. Mais la force même du concept d'énergie est qu'il est universel et non concret: on peut convertir l'énergie d'une forme à une autre. Cette multiplicité de formes ne rend le concept d'énergie mal défini en aucun sens.

En raison de la relation de l'énergie avec le temps ci-dessus, la définition abstraite de l'énergie - l'hamiltonien - est un concept qui sait tout sur l'évolution du système physique dans le temps (tout système physique). Ce fait est particulièrement évident dans le cas de la mécanique quantique où l'hamiltonien entre dans les équations de mouvement de Schrödinger ou Heisenberg, étant mis égal à une dérivée temporelle de l'état (ou des opérateurs).

L'énergie totale est conservée mais elle est utile car malgré la conservation du nombre total, l'énergie peut prendre plusieurs formes, selon le contexte. L'énergie est utile et nous permet de dire quelque chose sur l'état final à partir de l'état initial, même sans résoudre le problème exact à quoi ressemble le système à tout moment entre les deux.

Le travail n'est qu'un processus dans lequel l'énergie est transformée d'une forme (ex. énergie emmagasinée en sucres et graisses dans les muscles) à une autre forme (énergie potentielle du meuble lorsqu'il est amené au 8ème étage dans l'escalier). C'est alors que le «travail» est un concept qualitatif. Quand c'est un concept quantitatif, c'est la quantité d'énergie qui a été transformée d'une forme à une autre; dans les applications pratiques, nous entendons généralement qu'il a été transformé des muscles ou du réseau électrique ou d'une batterie ou d'un autre «stockage» en une forme d'énergie qui est «utile» - mais bien sûr, ces étiquettes d'être «utile» ne sont pas une partie de la physique, ils font partie de l'ingénierie ou des applications (nos évaluations subjectives).

#2
+17
Bernhard Heijstek
2011-01-16 16:42:06 UTC
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Je ne pense pas que la réponse soit trivialement simple. Je vais essayer de donner une explication. Dans de nombreux problèmes de physique, ce que l'on vous donne, ce sont les états initial et final du système. Vous ne savez pas (ou peut-être que personne ne le sait) ce qui se passe entre ces deux états. Il existe maintenant des quantités que vous pouvez mesurer avant et après que le système ait subi ce changement d'état. La question est de savoir si vous pouvez prédire certaines de ces quantités en connaissant les autres. N'oubliez pas que nous ne connaissons pas le mécanisme par lequel le système quitte ces deux états. Mais si vous avez quelque chose de connu sous le nom de loi de conservation, le problème devient simple. (En disant qu'une quantité est conservée, nous voulons dire qu'elle ne change pas tout au long d'un processus). Supposons que vous ayez une fonction magique impliquant les quantités, qui donne la même valeur quel que soit l'état du système, alors vous avez terminé. La valeur de la fonction que nous appelons énergie. Et comme sa valeur ne change pas entre ces deux états, nous disons qu'elle est conservée.

Cet extrait est de Feynman Lectures:

Il y a un fait, ou si vous souhait, une loi, régissant tous les phénomènes naturels connus à ce jour. Il n'y a pas d'exception connue à cette loi - elle est exacte pour autant que nous le sachions. La loi s'appelle la conservation de l'énergie. Il déclare qu'il existe une certaine quantité, que nous appelons énergie, qui ne change pas dans les multiples changements que subit la nature. C'est une idée très abstraite, parce que c'est un principe mathématique; il dit qu'il y a une quantité numérique qui ne change pas quand quelque chose se produit . Ce n'est pas une description d'un mécanisme ou quoi que ce soit de concret; c'est juste un fait étrange que nous puissions calculer un certain nombre et lorsque nous avons fini de regarder la nature faire ses tours et calculer à nouveau le nombre, c'est la même chose. (Quelque chose comme l'évêque sur un carré rouge, et après un certain nombre de mouvements - détails inconnus - il est toujours sur un carré rouge. C'est une loi de cette nature.)

Donc, essentiellement, presque toute la physique est basée sur une quantité que personne n'a jamais été capable de définir vraiment par lui-même?
@Anna: Je suppose que la grande majorité des physiciens sont capables de définir l'énergie à leur satisfaction. Pour certaines personnes, la définition sera pratique, en termes de formules que vous utilisez pour la calculer, tandis que d'autres auront une idée abstraite de ce qu'est l'énergie. Cela n'a vraiment pas d'importance. Le fait est que tous les physiciens, même s'ils sont gênés par un manque apparent de définition, sont capables d'utiliser l'énergie pour développer des théories et analyser des expériences ensemble, et en ce qui me concerne, c'est tout ce qu'un concept physique a besoin pour être utile. . Si vous allez au-delà, vous vous aventurez dans la philosophie.
L'énergie n'est jamais une entité fondamentale d'une théorie comme le sont les positions ou les fonctions d'onde. L'énergie apparaît simplement parce que nos théories ont des symétries et elle apparaîtrait toujours quel que soit le type de théorie, tant qu'elle contient les symétries appropriées.
Je voudrais également souscrire au commentaire important de Raskolnikov. L'énergie n'est pas quelque chose que l'on commence par construire une théorie; l'énergie est une «cerise sur le gâteau» que l'on peut découvrir pour être conservée. Il est donné par une formule fixe que l'on peut trouver et lorsque cette formule est évaluée à tout moment, le nombre est toujours le même. Cela ne devait pas du tout exister. Cependant, l'énergie est vraiment spéciale car les informations sur la formule de l'énergie sont équivalentes aux informations sur la façon dont le système évolue dans le temps - c'est donc un peu plus fondamental que ne le suggère Raskolnikov.
La grande chose à propos de Feynman est que quand il ne savait pas quelque chose, il savait qu'il ne savait pas quelque chose.
Il semble que Feynman dise que la loi de conservation de l'énergie n'est observée qu'empiriquement.
@Jack comment arrivez-vous à cette conclusion?Pouvez-vous m'indiquer une référence?
@Raskolnikov Je ne sais pas si vous allez répondre ........... Mais de quel genre de symétrie tout le monde parle-t-il en physique, pouvez-vous préciser?
La symétrie @user253164: est dans le jargon de la physique un concept large qui est mieux décrit mathématiquement par la théorie des groupes.Mais essayer d'expliquer avec des mots avec un exemple.Notre univers semble avoir la propriété que peu importe où vous effectuez une expérience.Si vous le faites dans votre chambre, dans la cuisine ou dans le laboratoire, cela devrait conduire aux mêmes résultats.Bien sûr, c'est une abstraction.Les conditions dans votre cuisine ne sont pas vraiment les mêmes que dans votre chambre.Il y a peut-être de la vapeur d'eau dans la cuisine provenant de la bouilloire bouillante et autres, qui ne sont pas dans votre chambre.
@user253164: Mais si vous faites abstraction de telles choses, si vous dépouillez un lieu de sa structure nue qui n'est qu'un espace-temps, alors n'importe quel endroit dans cet espace-temps est semblable à n'importe quel autre.C'est une symétrie et précisément, on dit que l'espace-temps est homogène.Cette symétrie implique qu'il y aura une quantité physique correspondante qui doit être conservée dans les expériences physiques.Si ce n'était pas le cas, vous pourriez utiliser les différences de cette quantité d'un endroit à l'autre pour détecter les inhomogénéités.La quantité concernée ici est le momentum.
@user253164: Il vous faudrait vraiment lire quelques livres sur le sujet pour aller au fond du concept.L'espace de ces commentaires, ou même les réponses ne peuvent pas lui rendre justice complète.
#3
+9
Sklivvz
2011-01-16 16:43:08 UTC
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Pour comprendre ce qu'est l'énergie, il est nécessaire de comprendre le concept de travail.

Le travail est défini comme l'action d'une force sur un chemin.

$$ W = \ vec {F} \ cdot \ vec {d} $$

Qu'est-ce que cela signifie? Il décrit comment «exercer» ou «drainer» une action particulière. Par exemple, imaginez de soulever un sac de courses de masse 10 $ \ \ mathrm {kg} $ verticalement de $ 1 \ \ mathrm m $ . Cela prend du travail, et exactement le montant suivant, donné par le poids du sac multiplié par la distance.

$$ W = \ vec {F} \ cdot \ vec {d} = Fd \ cos {0} = mgd = 10 \ \ mathrm {kg} \ times9.8 \ \ mathrm {m \ s ^ {- 2}} \ times1 \ \ mathrm m = 98 \ \ mathrm J $$

L'énergie est classiquement définie comme la capacité d'un système physique à faire du travail, ou en d'autres termes: lorsque vous effectuez un travail, vous échangez de l'énergie contre un effet physique en faisant du travail. Ou en d'autres termes encore, en exerçant une force sur une distance, vous convertissez l'énergie en travail.

Dans notre exemple, vous devez utiliser une certaine forme d'énergie pour soulever le panier. La quantité dont vous avez besoin correspond exactement à la quantité de travail que nous avons calculée.

Qu'arrive-t-il à ce travail? Il est à nouveau converti en énergie - en énergie potentielle gravitationnelle:

$$ U_ \ text {final} = U_ \ text {initial} + W $$ span >

ou

$$ \ Delta U = U_ \ text {final} - U_ \ text {initial} = W = mgd $ $

qui est la définition classique de l'énergie potentielle gravitationnelle.

Donc en pratique - nous ne voyons ni ne mesurons jamais l'énergie directement. Lorsque l'énergie change de forme, cela s'appelle du travail, que nous pouvons mesurer. Le travail, en quelque sorte, est donc un concept de «transport» de l'énergie. L'énergie, par contre, est comme un «réservoir» de travail en potentiel.

Pourquoi l'énergie est-elle une quantité utile? Après tout, le travail semble être une quantité plus "fondamentale" d'un point de vue expérimental.

La réponse à cela réside dans la loi de conservation de l'énergie. Le travail en lui-même décrit un changement d'énergie, donc ce n'est pas une quantité conservée en soi à moins de l'intégrer dans le concept plus général d'énergie, qui est conservée.

En fait, nous pouvons dériver de grandes bandes de classique mécanique utilisant la conservation de l'énergie comme principe primordial, ainsi que le principe de moindre action.

Mises en garde

Dans les théories plus avancées, la conservation de l'énergie est un matière beaucoup plus compliquée et ne s’applique pas aussi simplement qu’au sens classique. Par exemple en SR, l'énergie peut être convertie en masse apparente et vice versa.

Il existe également des propriétés mathématiques très intéressantes de l'énergie potentielle et de sa relation aux forces et en particulier aux champs de forces. Ces explications, cependant, sont beaucoup plus abstraites et mathématiques - je suppose que vous voulez une explication intuitive et instinctive de ce qu'est l'énergie.

Si vous recherchez la première, veuillez consulter cette question.

Oui, j'ai étudié cela, mais ce que vous oubliez, c'est quelle est cette quantité? Pensez-y. D'où vient cette capacité? Qu'est-ce qui nous permet d'exercer une force en premier lieu? Qu'est-ce que ce x inconnu?
@Anna: Je ne comprends pas quel est le x que vous recherchez. L'énergie est ce qui nous permet d'exercer une force. Avec une énergie «zéro», vous ne pouvez pas exercer de force.
Comme LM l'a dit, je cherchais des pommes de terre, mais il n'y en a pas.
Ceci est la version Physics 101, et c'est une * bonne * réponse à avoir sur le robinet pour les débutants.
#4
+3
Just Learning
2011-01-16 19:21:55 UTC
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L'énergie est un moyen pratique de rendre compte de la capacité d'un système à effectuer un travail utile. Il y a certaines qualifications modernes que nous attachons à l'énergie, principalement que l'énergie totale d'un système fermé est toujours conservée (sauf effets cosmologiques), ce qui est maintenant expliqué par l'utilisation de la symétrie et du théorème de Noether (comme expliqué par les commentaires des autres).

Pour essayer d'arriver à une notion d'énergie quotidienne plus satisfaisante, il est préférable de recourir au concept de travail utile et à sa comptabilité. On comprend que l'on exerce un effort (force sur une distance) en soulevant un objet du sol vers le haut d'une table. Pour une comptabilité pratique, nous devons comprendre combien d'efforts ont été déployés. Ce sont ces types de problèmes comptables qui ont conduit les premiers ingénieurs au concept d'énergie.

L'énergie ne nous est utile que si elle a la capacité de changer sa forme actuelle en une autre forme. Une façon dont l'énergie peut changer est de commencer avec l'énergie potentielle et de la convertir en énergie cinétique. Par exemple, considérons l'énergie statique stockée dans les liaisons du carbone et de l'hydrogène dans un gallon de gaz. Cette énergie de liaison peut être libérée et convertie en énergie cinétique utile, par exemple en provoquant le mouvement relatif d'une voiture. L'énergie peut également passer de l'énergie cinétique à l'énergie potentielle et effectuer un travail utile. Considérez une balle qui roule sur une table; il a de l'énergie cinétique. Si la balle entre en collision avec un ressort, la comprime et qu'un loquet l'attrape, la balle perdra son énergie cinétique et le ressort gagnera de l'énergie potentielle.

Si l'énergie est sous une forme qui nous est inutile, alors nous la mesurons en termes d ' entropie. Dans un système fermé, il y a une valeur maximale possible d'entropie qui lui est associée. Si l'entropie d'un système est inférieure à son entropie maximale, alors ce système n'est "pas à l'équilibre" et a encore une énergie utilisable interne. Cela signifie que le travail peut être effectué au sein du système pour augmenter la multiplicité des états (ce qui est généralement interprété comme un désordre), en convertissant cette énergie potentielle en énergie cinétique interne à elle-même.

Au quotidien , nous ne pensons à l'énergie qu'en termes de travail utile qui peut en découler . Ainsi, lorsque nous parlons de vendre de l'énergie sur un marché de l'énergie, ce qui est échangé est une marchandise qui peut être utilisée pour travailler. L'énergie peut être stockée de différentes manières, mais lorsque nous achetons une certaine quantité d'énergie, nous nous attendons à ce qu'elle nous permette d'accomplir certaines tâches de manière prévisible.

Ceci est une discussion quelque peu simplifiée. Il y a beaucoup plus à ajouter et plusieurs clarifications sont nécessaires. Je ne connais pas votre niveau de compréhension, j'ai donc abrégé mon explication.

#5
+2
Terry Bollinger
2012-03-30 03:37:24 UTC
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Wow, cela va être une réponse risquée. Cependant, je pense que vous cherchez peut-être une réponse plus conceptuelle que mathématique ou philosophique, alors voici:

L’énergie est le changement. Autrement dit, l'énergie est présente si nous observons les relations entre les objets et les champs changer d'une manière ou d'une autre d'un moment à l'autre.

L'énergie thermique est juste une version très fine du changement, exprimée dans le mouvement de nombreuses molécules dont le mouvement moyen est négligeable.

L'énergie potentielle est la possibilité d'un changement futur. Cela nécessite l'idée supplémentaire que le changement peut être absorbé par une sorte de capacité semblable à un ressort, stockée pendant un certain temps, puis libérée à nouveau dans le futur en tant que changement explicite.

Cet effet de stockage semblable à un ressort est toujours semble se résumer à une forme d'étirement ou de compression des champs d'une manière qu'ils ne veulent pas aller. Ainsi, le remontage d'une horloge grand-père à l'ancienne avec une clé capture le changement explicite (remontage) sous la forme de contraintes intéressantes sur les liaisons qui maintiennent les atomes de métal ensemble. Pour l'énergie nucléaire, les champs sont différents, mais le concept de les étirer ou de les compresser de manière intéressante reste à peu près le même.

Enfin, l'idée d'énergie potentielle contient un indice important sur la relation entre l'énergie et Masse. La masse est dans un sens tout à fait réel la forme ultime d'énergie potentielle. Dans la matière, l'énergie du passé est si bien préservée de la libération qu'il faut une clé extraordinaire - en particulier une quantité et un type d'antimatière égaux - pour la dérouler complètement et libérer toute son énergie. En fait, ce sont les diverses règles de conservation incassables, telles que la conservation de la charge, qui maintiennent cette énergie liée et indisponible. Mais si de l'antimatière annulant le verrouillage apparaît, faites attention!

Les photons, les quanta en mouvement constant de champs électromagnétiques changeants, sont presque la forme d'énergie la plus pure possible, avec quelques soucis que je n'évoquerai pas ici. Il n'est donc pas surprenant que les photons représentent la majorité de ce qui est libéré lorsque la matière et l'antimatière s'annulent mutuellement les verrous.

Sur ce, je dois souligner à nouveau que ce n'est pas censé être une réponse mathématique ou philosophique. Tout ce que j'essaie de dire, c'est que l'énergie est une question de changement. Il peut s'agir d'un changement continu, comme lorsque des objets se déplacent de manière unidirectionnelle (cinétique) ou multidirectionnelle microscopique (chaleur), ou d'un changement potentiel. Ce dernier est un changement qui a été capturé et caché dans le passé en stressant les champs. La forme d'énergie potentielle la plus extrême, dans laquelle la libération de l'énergie est sauvegardée par de profondes lois de conservation, est ce que nous appelons la matière.

Il doit donc faire quelque chose avec l'entropie.Un état d'entropie faible peut passer à un état d'entropie élevée, tandis que deux états d'entropie «également» élevés ne se transforment généralement pas l'un en l'autre.
"L'énergie est le changement"?Je pense que l'on pourrait probablement avancer un argument plus fort que l'énergie est «ce qui ne change pas», étant donné qu'elle est conservée.
Les photons ne sont généralement pas la majorité de ce qui est libéré lorsque les baryons et les anti-baryons s'annihilent.
#6
+2
Jnan
2018-03-11 00:03:08 UTC
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L'énergie n'est qu'une quantité numérique qui ne change jamais lorsque la nature change de cours. Cela étant une idée abstraite peut être illustrée par une analogie. Et qui peut vous faire apprécier cela à part M. Feynman. Dans ses conférences, Feynman a donné une analogie extraordinaire à ceci:

Imaginez un enfant Dennis qui a des blocs qui sont absolument indestructible, et ne peut pas être divisé en morceaux. Chacun est le même que l'autre. Supposons qu'il ait 28 blocs. Sa mère le met avec ses 28 blocs dans une pièce au début de journée. À la fin de la journée, étant curieux, elle compte les blocs très soigneusement et découvre un loi phénoménale - peu importe ce qu'il fait avec les blocs, il y a toujours 28 restants! Cela continue pendant un certain nombre de jours, jusqu'à ce que un jour, il n'y a que 27 blocs, mais un peu d'investigation montre qu'il y en a un sous le tapis - elle doit regarder partout pour être sûr que le nombre de blocs n'a pas changé. Un jour, cependant, le nombre semble changer - il n'y a que 26 blocs. Une enquête minutieuse indique que la fenêtre était ouverte, et en regardant à l'extérieur, les deux autres blocs sont trouvés. Un autre jour, un compte minutieux indique qu'il y a 30 blocs! Ce provoque une consternation considérable, jusqu'à ce que l'on se rende compte que Bruce est venu rendre visite, apportant ses blocs avec lui, et il est parti quelques-uns chez Dennis. Après avoir disposé de l'extra bloque, elle ferme la fenêtre, ne laisse pas Bruce entrer et alors tout va bien, jusqu'à ce qu'une fois elle compte et ne trouve que 25 blocs. Cependant, il y a une boîte dans la chambre, un coffre à jouets, et la mère va ouvrir le coffre à jouets, mais le garçon dit "Non, n'ouvre pas ma boîte à jouets" et hurle. La mère n'est pas autorisée à ouvrir le coffre à jouets. Être extrêmement curieuse et quelque peu ingénieuse, elle invente un schéma!Elle sait qu'un bloc pèse trois onces, alors elle pèse la boîte à un moment où elle voit 28 blocs, et il pèse 16 onces. La prochaine fois qu'elle souhaite vérifier, elle pèse à nouveau la boîte, soustrait seize onces et divise par trois.Elle découvre le suivant: enter image description here

Dans l'augmentation progressive de la complexité de son monde, elle trouve toute une série de termes représentant des manières de calculer combien de blocs y a-t-il dans des endroits où elle n'est pas autorisée à regarder. En conséquence, elle trouve une formule complexe, une quantité qui doit être calculé, ce qui reste toujours le même en elle situation.

En raison de l'analogie ci-dessus, il est abstrait que l'énergie est une telle manifestation d'un nombre qui a un grand nombre de formes différentes mais ne changera jamais sauf pour entrer et sortir ...

#7
+1
Keith Allpress
2011-12-29 17:10:23 UTC
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Eh bien, l'énergie n'est qu'une partie de quelque chose d'autre qui est beaucoup plus important, et qui s'appelle "Action". Il y a un adhésif pour pare-chocs qui lit "la physique est où l'action est". L'une des quantités les plus importantes de l'univers est la constante de Planck, et elle a les unités d'action. (Joule sec). L'univers est conçu de telle manière que peu importe la façon dont les choses bougent ou changent de structure, l'action change représente l'efficacité de ce changement. Ou pour mieux dire, les probabilités que des choses se produisent ou existent peuvent être déterminées en tenant compte de cette quantité appelée «Action». À partir du principe de moindre action, nous pouvons déduire des lois de conservation pour des quantités reconnaissables comme énergie, quantité de mouvement et moment cinétique, c'est une conséquence des symétries impliquées dans le principe d'action. (Lubos l'a dit mieux).

Maintenant, nous savons que de ces différents types de quantités conservées, l'énergie est liée à l'application de la force (cher vieux Sir Isaac Newton a compris que celle-là) et donc la bonne chose à propos de l'énergie est qu'elle peut être stocké dans des structures en organisant une force à stocker. Et nous avons donc de la nourriture et du carburant. Et la chimie. Et l'évolution.

Les chimistes n'utilisent pas souvent l'énergie directement dans les calculs, ils utilisent également une sorte de principe de minimisation qui implique à la fois de l'énergie et une autre quantité utile appelée entropie qui est une mesure de la quantité de liberté de choix que nous permettons à l'énergie d'avoir - cette mesure est appelée «énergie libre» et c'est ce qui vous permet de calculer exactement quelles réactions chimiques se produiront et dans quelle mesure. Et ainsi de suite. Cette énergie gratuite n'est pas conservée, l'univers se détend comme un gros ressort mécanique.

Le big bang (si vous y croyez) est simplement un état antérieur où la densité d'énergie était très élevée. Cela ne signifie pas nécessairement que l'univers était un seul trou noir de taille finie. La mécanique quantique nous dit également qu'il y a un état fondamental à presque tout, y compris l'espace-temps, donc s'il y a un vide, il y a une énergie d'état fondamental. Cela ne vaut généralement pas la peine d'essayer de créer une machine à mouvement perpétuel à partir du vide, malgré les pages légendaires de vidéos Youtube.

Une chose que l'énergie n'est pas, c'est une sorte de fluide cosmique. C'est juste une perspective sur la façon dont le changement peut se produire - la théorie de la relativité d'Einstein nous enseigne que tout type de fluide cosmique, y compris les fluides d'illumination spirituelle, est impossible.

L'effet de cause signifie qu'il y a quelque chose d'asymétrique qui s'est produit. L'asymétrie est étroitement associée à l'idée d'information, le problème du transfert d'information nécessite qu'il y ait un déplacement net dans l'espace et le temps. Les restrictions sur le transfert d'informations sont les mêmes que celles sur le transfert d'énergie, et nous constatons que le mouvement de l'énergie devient soudainement le mouvement des bits! Ainsi, la connaissance, l'énergie, le temps et l'espace doivent être considérés dans le même tableau.

Premièrement, la connexion entre l'énergie et le temps est très profonde. Nous ne comprenons pas pleinement le temps, mais nous savons que notre sens du temps réel exige qu'il y ait une succession significative d'états différents, enlève des horloges et le temps perd littéralement son sens dans un tel contexte. Pour l'énergie pure, chaque jour est le jour de la marmotte - il y a une période intrinsèque associée aux états d'énergie mais pas de sens de succession.

Comment le temps "réel" entre-t-il dans l'image? Nous savons qu'il existe une opportunité dans l'espace-temps pour des intervalles "temporels" entre les événements, dans cette zone une succession d'événements peut être établie qui peut maintenir une relation de cause à effet dans tous les cadres de référence. Mais cela ne nous donne pas l'horloge elle-même. Les systèmes s'emmêlent également lors de la création d'un ordre de temps, mais tout cela n'est pas clair.

Le résultat est que tout comme il y a un coût énergétique pour faire les choses dans le monde, il y a aussi un "coût" pour que les systèmes existent même dans le monde que nous connaissons - certains aspects de ce monde doivent être inconnaissables . L'inverse est également vrai, si nous rencontrons un système instable et qui peut être stabilisé en libérant une énergie spécifique, alors la spécificité de cette énergie signifie que le moment auquel l'événement se produira est inconnaissable. Nous ne pouvons tout simplement pas considérer un concept tel que l'énergie de manière isolée - sans comprendre la nature de concepts tels que la connaissance et le temps. C'est un accord global.

Enfin, les systèmes ouverts à travers lesquels les flux d'énergie sont mieux en mesure de maintenir les horloges et d'établir un ordre temporel, la vie est donc un phénomène associé à des flux d'énergie instables.

Le L'explication la plus simple que je connaisse quant à la raison pour laquelle le temps court dans un sens, est que les événements dans le sens inverse sont "inobservables". Je sais que cela ressemble à une tautologie, mais si vous montrez pourquoi ils ne sont pas observables, vous avez une meilleure explication. De même, l'énergie positive observable pourrait avoir dans sa contrepartie négative une raison pour laquelle elle est inobservable, mais maintenant je ne suis vraiment pas qualifié pour commenter, j'ai déjà largement dépassé mes limites.

#8
-3
abel
2011-01-16 22:23:46 UTC
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Qu'est-ce que l'énergie?
L'énergie est la capacité d'un système à fonctionner.

D'où vient-elle?
Elle provient généralement d'une autre source d'énergie, comme dans l'énergie est convertie d'une forme à une autre .

D'où vient-il finalement ?
Mon ami est une question pour MetaPhysics Area51 avec une proposition.

-1 L'énergie est la capacité d'un système à travailler. Qu'est-ce que le travail? Changement d'énergie. N'est-ce pas cyclique?
@Bernhard http: // en.wikipedia.org / wiki / Énergie
D'accord, c'est (finalement) une question métaphysique.
* :: soupir :: * Ce n'est * pas * une question métaphysique et même dans la version classique le cycle est interrompu car il existe une définition du travail qui ne dépend pas de l'énergie: $ \ mathrm {d} W = \ vec {F} \ cdot \ mathrm {d} \ vec {s} $.Le fait qu'il faut une compréhension approfondie pour remarquer que cette quantité est importante ne change pas le fait qu'elle ne dépend pas d'une définition de l'énergie.Vous utilisez cette définition du travail pour amorcer la structure travail-est-transfert-d'énergie-et-énergie-est-capacité-de-travail à partir de la mécanique sous-jacente.Et c'est tout avant d'introduire la définition noéthérienne.


Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 2.0 sous laquelle il est distribué.
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