az energia megőrzése abszolút törvény,mégis úgy tűnik, hogy minden nap megfigyelhető dolgokkal szemben repül. A szikrák tüzet hoznak létre, amely hő-nyilvánvaló energiát generál, amely korábban nem volt ott. Az akkumulátor energiát termel. Egy atombomba robbanást okoz. E helyzetek mindegyike azonban egyszerűen az energia változó formája., Még a látszólag paradox sötét energia is, amely felgyorsítja az univerzum terjeszkedését, látni fogjuk, betartja ezt a szabályt.
az energia megőrzésének törvénye, amelyet a termodinamika első törvényének is neveznek, kimondja, hogy a zárt rendszer energiájának állandónak kell maradnia—nem tud sem növekedni, sem csökkenni külső beavatkozás nélkül. Maga az univerzum zárt rendszer, így a létező energia teljes mennyisége mindig ugyanaz volt. Az energia formái azonban folyamatosan változnak.,
a potenciál és a kinetikus energia a két legalapvetőbb forma, amely a középiskolai fizika osztályból ismert: a gravitációs potenciál egy dombon felfelé tolt szikla tárolt energiája, amely lefelé gördül. A kinetikus energia a mozgásának energiája, amikor elindul. Ezek összegét mechanikai energiának nevezik. A forró tárgyban lévő hő az atomok és molekulák mozgásban lévő mechanikai energiája. A 19. században a fizikusok rájöttek, hogy a mozgó gép által termelt hő a gép bruttó mechanikai energiája, amelyet az atomok mikroszkopikus mechanikai energiájává alakítottak át., A kémiai energia a molekuláris kémiai kötésekben tárolt potenciális energia másik formája. Ez az energia, amely felhalmozódott a testi sejtjeiben, lehetővé teszi, hogy futjon és ugorjon. Az energia egyéb formái közé tartozik az elektromágneses energia vagy a fény, valamint a nukleáris energia-az atomok nukleáris erőinek potenciális energiája. Sokkal több van. Még a tömeg is az energia egyik formája, amint azt Albert Einstein híres E = mc2 megmutatta.,
A tűz a kémiai energia hő-és elektromágneses energiává történő átalakítása olyan kémiai reakció révén, amely az üzemanyagban (fa, mondjuk) lévő molekulákat a levegőből származó oxigénnel ötvözi, hogy vizet és szén-dioxidot hozzon létre. Energiát bocsát ki hő és fény formájában. Az akkumulátor a kémiai energiát elektromos energiává alakítja. Egy atombomba hő -, elektromágneses és kinetikus energiává alakítja az atomenergiát.
mivel a tudósok jobban megértették az energia formáit, új módszereket tártak fel az energia átalakítására egyik formáról a másikra., Amikor a fizikusok először megfogalmazták a kvantumelméletet, rájöttek, hogy egy atomban lévő elektron átugorhat az egyik energiaszintről a másikra, fényt adva vagy elnyelve. 1924-ben Niels Bohr, Hans Kramers és John Slater azt javasolta, hogy ezek a kvantumugrások ideiglenesen megsértsék az energiatakarékosságot. A fizikusok szerint minden kvantumugrás felszabadítaná vagy elnyelné az energiát, és csak átlagosan tartaná meg az energiát.
Einstein hevesen kifogásolta azt az elképzelést, hogy a kvantummechanika szembeszállt az energiatakarékossággal. És kiderült, hogy igaza volt., Miután a fizikusok néhány évvel később finomították a kvantummechanikát, a tudósok megértették, hogy bár az egyes elektronok energiája valószínűségi ködben ingadozhat, az elektron teljes energiája és sugárzása állandó maradt a folyamat minden pillanatában. Az energia megmaradt.
a Modern kozmológia új rejtvényeket kínált fel az energiatakarékosságban. Most már tudjuk, hogy az univerzum gyorsabban és gyorsabban bővül—amit a tudósok sötét energiának neveznek. Úgy gondolják, hogy ez az üres tér köbcentiméterenkénti belső energiája., De ha az univerzum egy zárt rendszer, amelynek véges energiája van, hogyan tud több üres helyet termelni, amelynek több belső energiát kell tartalmaznia, anélkül, hogy további energiát hozna létre?
kiderül, hogy Einstein általános relativitáselméletében a pozitív energiával rendelkező tér régiók valóban kifelé tolják a teret. Ahogy a tér kitágul, felszabadítja a tárolt gravitációs potenciális energiát, amely átalakul az újonnan létrehozott térfogatot kitöltő belső energiává. Tehát még az univerzum terjeszkedését is az energiatakarékosság törvénye szabályozza.