Indhold
E = mc squared er den mest berømte formel i fysik. Det kaldes ofte teorien om masseenergiækvivalens. De fleste mennesker ved, at Albert Einstein udviklede det, men få har ingen idé om, hvad det betyder. I det væsentlige kom Einstein med et forhold mellem stof og energi. Hans geni var klar over, at stof kan omdannes til energi og energi til stof.
Identifikation
"E" i formlen står for energi, målt i enheder kaldet ergs. "M" repræsenterer masse i gram. "C" er lysets hastighed målt i centimeter pr. Sekund. Når lysets hastighed ganges med sig selv (kvadratisk) og derefter ganges med massen, er resultatet et meget stort antal. Det viser, at energien, der er gemt i selv en lille mængde masse, er enorm.
Fusion
En måde for energien i masse, der frigøres, er, at atomer, der udgør denne masse, smelter sammen. Dette sker undertiden i naturen. I en stjerne kan for eksempel to atomer af brint fremdrives sammen med så stor hastighed, at de enkelte protoner i deres kerner smelter sammen og danner et heliumatom med to protoner. Processen forvandler omkring 7 procent af den oprindelige masse til energi. Dette kan beregnes med formlen E = mc kvadrat. Processen kaldes kernefusion. Vi ser det i menneskeskabte enheder som partikelacceleratorer og atombomber.
fission
En anden måde for energien i masse, der frigøres, er at atomer inden for denne masse brødes fra hinanden. Dette forekommer også naturligt i naturen. For eksempel er uran radioaktivt element. Det betyder, at det falder fra hinanden. Der er 92 protoner i dens kerne. Alle af dem er positivt ladede og forsøger at komme væk fra hinanden. Dette ligner to magneter med den samme polaritet, som frastøder hinanden. Når uranatomer mister protoner, bliver de andre elementer. Når du tilføjer vægten af den nye kerne med vægten af de udkastede protoner, er resultatet lidt lettere end det originale uranatom. Den tabte masse omdannes til energi. Derfor frigiver radioaktive elementer varme og lys. Dette kaldes nuklear fission. Den oprettede energi kan også beregnes med formlen E = mc kvadrat.
Materie og antimaterie
Protonerne og elektronerne, der udgør universet, har "spejlbillede" kusiner, der kaldes antiprotoner og positroner; disse partikler har den samme masse, men modsat elektrisk ladning. Interessant nok, når en normal partikel kolliderer med dens antimaterielle tvilling, tørker de hinanden ud og forvandler al deres masse til energi. På grund af E = mc kvadrat, er energiudløsningen enorm. Heldigvis har vores univers meget lidt antimaterie, hvilket gør disse kollisioner sjældne.
Historie
Einsteins teori revolutionerede den måde mennesker har set universet på. Den sluttede sig til forestillingerne om masse og energi, som tidligere blev antaget at være helt adskilte. Einstein viste, at masse kan omdannes til energi og energi kan blive masse. Vi forstår nu mere om, hvorfor stjernerne skinner, sorte huller og oprettelsen af universet takket være E = mc kvadrat. Den mørke side af formlen er dens anvendelse i udviklingen af atomvåben. Faktisk var det Einstein selv, der opfordrede til udviklingen af den første atombombe, før Amerikas krigstidens fjender kunne.