Η συμμετρία είναι μια έκφραση ακριβούς αντιστοιχίας μεταξύ πραγμάτων. Μέσα στη ζωή μας αποκτούμε εμπειρία διαφόρων τύπων συμμετρίας. Τα μωρά αναγνωρίζουν την συμμετρία στην ισοροπημένη κατανομή των ρόλων στο πρόσωπο των γονέων τους. Τα παιδιά αντιμετωπίζουν την μαθηματική συμμετρία στην πράξη της πρόσθεσης: 1+2=2+1

Η συμμετρία αποκαλύπτει τον εαυτό της στον κύκλο των εποχών και στην μουσική στους τόνους και στις συγχορδίες των τραγουδιών. Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν την συμμετρία για να εξηγήσουν και να προβλέψουν τις ιδιότητες των μορίων, των ατόμων και των θεμελιωδών σωματιδίων και δυνάμεων του σύμπαντος.

Η συμμετρία είναι μια τρομερά ισχυρή αρχή της φυσικής. Οι νόμοι της φυσικής, οι οποίοι διέπουν τις παρατηρήσεις μας σχετικά με το τι μπορεί και τι δεν μπορεί να συμβεί στο σύμπαν, προέρχονται από τις συμμετρίες του σύμπαντος.

Ένα παράδειγμα είναι η αρχή διατήρησης της ενέργειας: Η ολική ενέργεια σε ένα απομονωμένο σύστημα παραμένει σταθερή. Όλα τα πειράματα φυσικής έως σήμερα έχουν επιβεβαιώσει αυτήν την αρχή, η οποία απορρέει από το γεγονός ότι οι νόμοι της φύσης παραμένουν ίδιοι κάθε χρονική στιγμή απο την δημιουργία του σύμπαντος. Με άλλα λόγια, το σύμπαν είναι συμμετρικό στις χρονικές μεταθέσεις. Aς θεωρήσουμε ένα σύμπαν στο οποίο οι νόμοι της φυσικής δεν παρέμεναν οι ίδιοι. Ο βρασμός του νερού μπορεί να απαιτούσε περισσότερη ενέργεια την Δευτέρα από ότι την Πέμπτη. Η δραστηριότητα στα κύτταρά σας θα μπορούσε να αλλάξει ανά πάσα στιγμή, αλλάζοντας τον τρόπο με τον οποίο το σώμα σας λειτουργεί. Η ενέργεια που θα ελευθερωνόταν όταν οι πυρήνες συντήκονται θα είχε διακυμάνσεις, μεταβάλλοντας την ενέργεια του ήλιου και επηρεάζοντας δραστικά την ζωή στη Γη.

Η συμμετρία που εγκολπώνεται στους φυσικούς νόμους, όπως η διατήρηση της ενέργειας, κρίνει την φύση του κόσμου μας.

Η συμμετρία οδήγησε στην ανακάλυψη των θεμελιωδών λίθων της ύλης που καλούνται κουάρκς. Στις αρχές της δεκαετίας του '50, ο φυσικός Murray Gell-Mann (Μάρει Γκελλ-Μαν) έψαξε για κανονικότητες στον "ζωολογικό κήπο" των σωματιδίων που παράγονταν από τους επιταχυντές σωματιδίων. Στην έρευνά του χρησιμοποίησε τις αρχές της συμμετρίας για να προβλέψει την ύπαρξη θεμελιωδών σωματιδίων τα οποία ονόμασε κουάρκς. Οι φυσικοί πρωτοπαρατήρησαν κουάρκς στις αρχές της δεκαετίας του '70 στον γραμμικό επιταχυντή του Στάνφορντ.

Σήμερα, η έννοια της συμμετρίας είναι στον πυρήνα των ερευνών των φυσικών για μια νέα και πιο βαθιά κατανόηση των θεμελιωδών αρχών της φύσης.

Joey Huston, Michigan State University
τεύχος 10/2011

Μετάφραση: Μανώλης Χανιωτάκης