Пространство и время обладают рядом свойств симметрии. Это утверждение основано на результатах бесчисленных наблюдений и опытов.
- Пространство однородно. Другими словами, все точки пространства эквивалентны, ни одна из них не выделена среди других. Перенос экспериментальной установки из" одной точки пространства в другую сам по себе не отражается на результатах какого бы то ни было эксперимента. Однородность пространства, в частности, означает, что у Вселенной нет центра, так же как и окраин.
- Пространство изотропно. Изотропность означает инвариантность относительно изменения направления: все направления в пространстве равноправны, ни одно из них не лучше и не хуже других. Отсюда вытекает, например, что Вселенная не может иметь форму цилиндра, как полагали некоторые из древнегреческих мыслителей, поскольку тогда существовало бы выделенное направление, параллельное оси цилиндра.
- Время однородно. Все моменты времени равноправны. Благодаря этой симметрии эксперимент, повторенный сто лет спустя, дает те же результаты.
Согласно теореме Нётер, каждая симметрия влечет за собой сохранение определенной физической величины. Законы сохранения, вытекающие из пространственно-временных симметрии , имеют всеобщий характер.
Из однородности пространства вытекает закон сохранения импульса Третий закон Ньютона — одно из следствий этого закона, так же как и принцип реактивного движения.
Изотропность пространства приводит к закону сохранения момента импульса — величины, характеризующей количество вращательного движения. Именно благодаря этому закону Земля вращается с постоянной скоростью, один оборот за 24 часа.
