Sadržaj
E = mc kvadrat je najpoznatija formula u fizici. Često se naziva teorijom masovne ekvivalencije energije. Većina ljudi zna da ga je razvio Albert Einstein, ali malo tko ima pojma što to znači. Einstein je u biti stvorio odnos između materije i energije. Njegov je genij shvatio da se materija može pretvoriti u energiju, a energija u materiju.
identifikacija
"E" u formuli znači energiju, koja se mjeri u jedinicama zvanim ergs. "M" predstavlja masu u gramima. "C" je brzina svjetlosti koja se mjeri u centimetrima u sekundi. Kada se brzina svjetlosti množi sama (u kvadratu), a zatim množi s masom, rezultat je vrlo velik broj. Pokazuje da je energija pohranjena u čak maloj količini mase ogromna.
fuzija
Jedan način da se oslobađa masa mase je da se atomi koji čine tu masu stope zajedno. To se ponekad događa u prirodi. Na primjer, unutar neke zvijezde, dva atoma vodika mogu se pokrenuti zajedno tako velikom brzinom da se pojedinačni protoni u svojim jezgrama spajaju zajedno da tvore atom helija sa dva protona. Procesom se oko 7 posto izvorne mase pretvara u energiju. To se može izračunati formulom E = mc kvadratom. Proces se naziva nuklearna fuzija. Vidimo to u umjetnim uređajima poput akceleratora čestica i nuklearnih bombi.
Fisija
Drugi način da se oslobađa masa mase je da se atomi unutar te mase raspadaju. To se prirodno događa i u prirodi. Na primjer, uran je radioaktivni element. To znači da se raspada. U njenom jezgru nalaze se 92 protona. Svi su pozitivno nabijeni i pokušavaju se maknuti jedan od drugog. Ovo je slično dvama magnetima s jednakom polarnošću koja se odbijaju. Kad atomi urana izgube protone, oni postaju drugi elementi. Kada zbrojite težinu novog jezgre s onom izbačenih protona, rezultat je nešto lakši od izvornog uranovog atoma. Izgubljena masa pretvara se u energiju. Zbog toga radioaktivni elementi oslobađaju toplinu i svjetlost. To se naziva nuklearna fisija. Stvorena energija može se izračunati i s kvadratom formule E = mc.
Materija i antimaterija
Protoni i elektroni koji čine svemir imaju "zrcalnu sliku" rođaka koji se zovu antiprotoni i pozitroni; te čestice imaju istu masu, ali suprotno električnom naboju. Zanimljivo je da se, kada se normalna čestica sudara sa svojim antimaterijskim blizancem, brišu jedno drugo, pretvarajući svu svoju masu u energiju. Zbog kvadrata E = mc, oslobađanje energije je ogromno. Srećom, u našem svemiru postoji vrlo malo antimaterije, što čini te sudare rijetkim.
Povijest
Einsteinova teorija revolucionirala je način na koji su ljudska bića gledala svemir. Pridružio se pojmovima mase i energije, za koje se prethodno mislilo da su potpuno odvojene. Einstein je pokazao da se masa može pretvoriti u energiju, a energija može postati masa. Sada razumijemo više o tome zašto zvijezde sjaju, prirodu crnih rupa i stvaranje svemira zahvaljujući E = mc u kvadratu. Mračna strana formule je njezina upotreba u razvoju nuklearnog oružja. U stvari, upravo je Einstein nagovarao razvoj prve atomske bombe prije nego što su to mogli neprijatelji ratnih vremena u Americi.