Théorème de Noether

 

Il existe trois grandeurs fondamentales Impulsion(masse *vitesse), Moment angulaire(mouvement caracterisant la rotation d'un corps sur sur lui même) et l' Energie (se transforme pour être utilisée) qui se conservent. Un beau jour une mathématicienne, contemporaine d'Albert Einstein, qui s'appellait Emmy Noether s'est demandé s'il n'y avait pas quelque chose de fondamental derrière tout ça.

 

Par la définition même de la symétrie de multiples actions conduisent à la même apparence. Si l'apparence reste la même alors que le système se modifie, c'est bien qu'elle se conserve dans la transformation. Mais si l'apparence n'est pas modifiée, cela implique aussi que quelque chose devient relatif. Prenez une bille parfaitement lisse et unicolore, montrez la à une personne puis posez la devant lui sur une table. Dites lui maintenant de sortir de la pièce puis de rerentrer. Demandez lui de bien regarder la bille et de vous dire si elle est dans la même orientation qu'avant son départ. Elle sera bien évidemment incapable de vous répondre, car pendant qu'elle avait le dos tourné vous avez très bien pu rester les bras croisés ou au contraire fait pivoter la bille sur elle même. Comme la bille est complètement symétrique, son orientation dans l'espace est un concept relatif à l'observateur et non à la bille elle-même. Cette relation entre symétrie et relativité est absolument incontournable et se trouve symbolisée par le côté droit du triangle.La base du triangle représente le fait que conserver quelque chose signifie aussi perdre la connaissance d'autre chose. Dans l'exemple précédent, comme l'apparence de la bille est conservée, son orientation absolue ne peut plus être connue avec certitude et reste quelque chose de complètement indéterminé.

Pour l'impulsion, le théorème de Noether ressemble donc à ceci: Maintenant la rotation est aussi une opération de symétrie spatiale. Que vous fassiez de la physique aujourd'hui ou demain ne doit avoir aucune influence sur ce que vous observerez. L'invariance par translation dans le temps rend l'origine du temps inobservable, assurant par la même la conservation de l'énergie: à chaque fois qu'une opération de symétrie existe, il existe un principe d'incertitude entre la chose conservée et la chose mesurant l'ampitude de la transformation. Il n'est donc pas exagéré de dire que les relations d'incertitude de la mécanique quantique prennent racine dans le théorème de Noether.

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