¿La ley de conservación de energía es infalible o hay agujeros?

Toda ley de la naturaleza debe verse en el contexto en el que se formula y en los diversos supuestos que entran. A este respecto, la ley de conservación de la energía tampoco es diferente, es decir, la ley de conservación de la energía se mantiene para un sistema cerrado. De hecho, existe una base teórica para la conservación de la energía que proviene del teorema de Noether y, en lo que respecta a los experimentos, no se ha observado ninguna violación a esta ley. Incluso iría más lejos y diría que la conservación de la energía ha sido tan bien probada que es un hecho irrefutable de la naturaleza.

Sobre los descubrimientos que se basan en esta ley, el neutrino es uno de los ejemplos clásicos, aunque debo agregar que la conservación de la energía entra en el análisis teórico de una manera mucho más sutil que es difícil precisar exactamente dónde fue. Esto se debe a que, si su teoría (lagrangiana) es invariable bajo la traducción del tiempo, el teorema de Noether garantiza que se conservará la energía. Entonces, todo lo que necesita para que su teoría respete la conservación de energía es que la traducción de Lagrangia sea invariante en el tiempo.

Con respecto a la última parte de su pregunta, se han encontrado todas las partículas que forman parte del Modelo Estándar. Aunque hay varios modelos propuestos para extender el modelo estándar (llamado BSM: más allá del modelo estándar), no se confirman por varias razones, pero la ley de conservación de la energía es el menor de sus problemas.

Sí, por supuesto. Hace mucho tiempo se demostró que solo la energía no se conserva, pero la energía y la masa juntas se conservan.

Masa y energía pueden verse como dos nombres (y dos unidades de medida) para la misma cantidad física subyacente y conservada. Por lo tanto, las leyes de conservación de energía y conservación de masa (total) son equivalentes y ambas son ciertas. Einstein elaboró ​​en un ensayo de 1946 que “el principio de la conservación de la masa […] resultó inadecuado frente a la teoría especial de la relatividad. Por lo tanto, se fusionó con el principio de la energía [conservación], así como, unos 60 años antes, El principio de la conservación de la energía mecánica se había combinado con el principio de la conservación del calor [energía térmica]. Podríamos decir que el principio de la conservación de la energía, habiendo tragado previamente el de la conservación del calor, ahora pasó a tragar la de la conservación de la masa y mantiene el campo solo “. – wikipedia

referencias –
Página en physik.uni-potsdam.de
Página en aaas.org

Cuando no hay fuerzas externas involucradas y se supone que las colisiones (si se supone que existen) son elásticas, puede aplicar la ley de conservación de la energía.

Recuerde que en casos de fricción, debe tener en cuenta el trabajo realizado por fricción que actúa como una fuerza interna.

Además, la ley de conservación de la energía está destinada a suceder en sistemas cerrados a menos que sus superficies externas se calienten lo suficiente como para irradiar energía.

Es una ley experimental, no se puede validar desde una perspectiva analítica, para todos los casos. Aún no se ha encontrado ningún caso en el que se viole.

Tal es la naturaleza de la realidad.

Espero respuestas de expertos en la materia, ya que solo soy un entusiasta.

Sí, definitivamente la ley de conservación de la energía es una prueba completa. La cantidad total de masa y energía en el universo siempre permanece constante. Pueden estar en diferentes formas o sus proporciones pueden ser diferentes, pero su suma sigue siendo la misma.

He encontrado un caso en el que algo suena extraño sobre la conservación de energía. Encontramos que se requiere energía para mantener un camino circular. Sin embargo, también puede usar una correa para otro objeto, por lo que en este caso no se requiere energía. Puede ver los detalles en ¿Se requiere energía para desviar un asteroide, con una fuerza siempre perpendicular a su trayectoria?
Incluso en ese caso, debo decir que creo que la ley de conservación todavía se aplica. El problema es que no sabemos de dónde viene esta energía.