Innehåll
E = mc squared är den mest kända formeln i fysik. Det kallas ofta Theory of Mass Energy Equivalence. De flesta vet att Albert Einstein utvecklade det, men få har ingen aning om vad det betyder. I grund och botten kom Einstein med en relation mellan materia och energi. Hans geni insåg att materien kan förvandlas till energi och energi till materie.
Identifiering
"E" i formeln står för energi, mätt i enheter som kallas ergs. "M" representerar massan i gram. "C" är ljusets hastighet uppmätt i centimeter per sekund. När ljusets hastighet multipliceras med sig själv (kvadrat) och sedan multipliceras med massan är resultatet ett mycket stort antal. Det visar att energin som lagras i till och med en liten mängd massa är enorm.
Fusion
Ett sätt för energin i massan som frigörs är att atomerna som utgör den massan smälter samman. Detta händer ibland i naturen. I en stjärna kan till exempel två väteatomer drivas samman med så stor hastighet att de enskilda protonerna i deras kärnor smälter samman och bildar en heliumatom med två protoner. Processen förvandlar ungefär 7 procent av den ursprungliga massan till energi. Detta kan beräknas med formeln E = mc kvadrat. Processen kallas kärnfusion. Vi ser det i konstgjorda enheter som partikelacceleratorer och kärnbomber.
Fission
Ett annat sätt för energin i massan att frigöras är att atomer inom den massan kommer att sönderdelas. Detta förekommer också naturligt i naturen. Till exempel är uran radioaktivt element. Det betyder att det faller isär. Det finns 92 protoner i dess kärna. Alla är positivt laddade och försöker komma bort från varandra. Detta liknar två magneter med samma polaritet som avvisar varandra. När uranatomer tappar protoner blir de andra element. När du lägger till vikten för den nya kärnan med den av de utkastade protonerna är resultatet något lättare än den ursprungliga uranatom. Den förlorade massan förvandlas till energi. Därför släpper radioaktiva element värme och ljus. Detta kallas kärnklyvning. Den skapade energin kan också beräknas med formeln E = mc kvadrat.
Matter och Antimatter
Protonerna och elektronerna som utgör universum har "spegelbildskusiner" som kallas antiprotoner och positroner; dessa partiklar har samma massa men motsatt elektrisk laddning. Intressant nog, när en normal partikel kolliderar med dess antimateriella tvilling, torkar de varandra ut och förvandlar all sin massa till energi. På grund av E = mc-kvadrat är energif frisättningen enorm. Lyckligtvis har vårt universum väldigt lite antimateria, vilket gör dessa kollisioner sällsynta.
Historia
Einsteins teori revolutionerade hur människor såg universum. Den gick med i föreställningarna om massa och energi, som tidigare ansågs vara helt separata. Einstein visade att massa kan förvandlas till energi och energi kan bli massa. Vi förstår nu mer om varför stjärnorna lyser, svarta hålens natur och universums skapelse tack vare E = mc kvadrat. Den mörka sidan av formeln är dess användning i utvecklingen av kärnvapen. I själva verket var det Einstein själv som uppmanade utvecklingen av den första atombomben innan Americas krigstidens fiender kunde.