Invariant je v teoretické fyzice veličina, která zůstává nezměněna při určité transformaci, například při změně vztažné soustavy nebo souřadnic. Invarianty umožňují popsat vlastnosti fyzikálních systémů nezávisle na konkrétním způsobu jejich popisu.
S pojmem invariant úzce souvisí invariance, která označuje neměnnost fyzikálních zákonů při transformacích. Invariance fyzikálních zákonů je jedním ze základních principů moderní fyziky.
Invarianty jsou úzce spjaty se symetriemi systému. Podle Teorému Noetherové každé spojité symetrii odpovídá zákon zachování určité fyzikální veličiny.
Příklady V speciální teorii relativity je invariantní časoprostorový interval mezi dvěma událostmi. Klidová hmotnost částice je invariantní vzhledem k Lorentzovým transformacím. Skalární součin čtyřhybnosti se sebou samou je invariantní a souvisí se vztahem mezi energií a hybností. fyzikální zákony Například zákon popisující Newtonovu gravitační sílu mezi dvěma tělesy má stejný tvar bez ohledu na jejich polohu v prostoru (translační invariance). Stejný zákon platí i v různých časových okamžicích (translační invariance v čase). Nezávisí ani na orientaci soustavy, v níž je pozorován (rotační invariance). Konečně se nemění ani při přechodu mezi inerciálními vztažnými soustavami pohybujícími se rovnoměrně vůči sobě (princip relativity).
Význam ve fyzice Invarianty umožňují formulovat fyzikální zákony způsobem nezávislým na volbě souřadnic nebo pozorovatele. Tento přístup je klíčový například v relativistické fyzice, kde různí pozorovatelé mohou popisovat tentýž jev odlišně, ale invariantní veličiny zůstávají stejné.
Odkazy
Reference
Literatura
Související články Invariance Symetrie (fyzika) Teorém Noetherové Zákon zachování energie Speciální teorie relativity Časoprostorový interval
Kategorie:Zákony zachování Kategorie:Fyzikální veličiny Kategorie:Matematická fyzika