Einstein: Iată adevărata semnificație a ecuației E=mc²

Deși majoritatea oamenilor sunt familiarizați cu cea mai faimoasă ecuație a lui Einstein (E=mc²), foarte puțini o pot explica. Una dintre cele mai simple explicații ar putea fi: masa se transformă în energie și invers .

Dar este ceva mai complicat decât atât. La urma urmei, este ecuația care a dat literalmente peste cap gândirea științifică. Timp de secole, de fapt, a existat o lege imuabilă a fizicii care nu fusese niciodată pusă la îndoială: aceasta afirma că în fiecare reacție din univers, masa se conservă .

Dar, conform teoriei relativității speciale, masa s-ar putea să nu fie cantitatea maximă conservată, deoarece pentru Einstein cantitatea de energie dintr-un sistem depinde de observatori .

El a reușit să găsească o lege guvernată de cele mai simple și mai puternice ecuații scrise vreodată: E=mc.

Ce înseamnă E = mc²?
Ecuația este aparent simplă, constând din doar trei elemente:

E , sau energie, care reprezintă energia totală a unui sistem.
m , masa, legată de energie printr-un factor de conversie. Iată diferența dintre masă și greutate.
Și c² , sau viteza luminii la pătrat , este ingredientul de care avem nevoie pentru a face masa și energia echivalente.

Și iată cele trei semnificații ale acestei ecuații simple:

Chiar și o masă în repaus posedă energie . Ne auziți adesea vorbind în articolele noastre despre multe tipuri de energie, cum ar fi energia mecanică, chimică, electrică sau cinetică. Dar toate sunt energii inerente mișcării corpurilor.

Astfel de energii pot fi folosite pentru a efectua un lucru mecanic, cum ar fi pornirea unui motor, aprinderea unui bec sau măcinarea grâului în făină. Chiar și o masă în repaus, însă, posedă energie. O cantitate enormă de energie ;

Masa poate fi convertită în energie . Aceasta este a doua semnificație a ecuației, unde E=mc² ne spune exact câtă energie se obține prin convertirea masei.

Pentru fiecare kilogram de masă pe care îl convertiți în energie, obțineți 9 × 10^ 16 jouli de energie, echivalentul a 21 de megatone de TNT . Iată ce se întâmplă în reacțiile nucleare : cantitatea de masă pe care o distrugeți devine energie, iar cantitatea de energie pe care o obțineți este dată exact de E=mc²;

Energia poate fi folosită pentru a crea masă din nimic… cu excepția energiei pure . Acesta este probabil cel mai profund sens. Dacă iei un foton și un electron și îi ciocnești împreună, tot obții un foton și un electron.

Dar dacă îi ciocnești împreună cu suficientă energie, vei obține un foton, un electron și o nouă pereche de particule materie-antimaterie . Cu alte cuvinte, vei fi creat două particule masive noi: o particulă de materie și o particulă de antimaterie.

Așa caută acceleratoarele de particule particule noi, instabile, de înaltă energie: creează particule din energie pură. Masa pe care o obții provine din energia disponibilă: m = E/ c² .

Teoria relativității a lui Einstein

Echivalența masă-energie l-a condus pe Einstein la cea mai mare realizare a sa, Relativitatea Generală . Imaginați-vă că aveți o particulă de materie și o particulă de antimaterie, fiecare cu aceeași masă în repaus.

Când se ciocnesc, produc fotoni cu o cantitate specifică de energie, dată din nou de E = mc².

Acum, imaginați-vă că această pereche de particule se mișcă rapid, ca și cum ar fi căzut din spațiu și s-ar fi izbit una de cealaltă pe suprafața Pământului. Acei fotoni ar avea acum energie suplimentară : nu numai E din E = mc², ci și E suplimentar din cantitatea de energie cinetică pe care au câștigat-o în timp ce cădeau.

Gravitația lui Newton
Gravitația lui Newton nu putea explica acest mecanism, dar Relativitatea Generală putea. În Relativitatea Generală, curbura spațiului înseamnă că dacă intri într-un câmp gravitațional câștigi energie, iar dacă părăsești un câmp gravitațional, o pierzi .

Prin urmare, ecuația completă, care se aplică oricărui obiect în mișcare, nu este doar E = mc², ci E2 = m2c4 + p2c2 . Unde p este impulsul . În esență , numai generalizând lucrurile pentru a include energia, impulsul și gravitația putem descrie cu adevărat universul.

Putere și simplitate
Pe scurt, ecuația lui Einstein este un triumf al puterii și simplității fizicii. Materia are o cantitate intrinsecă de energie, masa poate fi convertită în energie pură, iar energia poate fi folosită pentru a crea obiecte enorme care nu au existat niciodată înainte.

Gândirea în acest sens ne-a permis să descoperim particulele fundamentale ale universului , să inventăm energia nucleară și armele nucleare și să înțelegem, prin gravitație , cum interacționează obiectele din univers.

Pentru mai multe articole interesante rămâi cu noi pe WorldNews24.net. Și nu uitați, vă așteptăm și pagina noastră de Facebook, Telegram și TikTok