Mida tähistab E = MC ruut?

E = mc ruudus on füüsika kuulsaim valem. Seda nimetatakse sageli massienergia samaväärsuse teooriaks. Enamik inimesi teab, et Albert Einstein töötas selle välja, kuid vähestel pole aimugi, mida see tähendab. Sisuliselt mõtles Einstein välja aine ja energia suhte. Tema geenius mõistis, et mateeria saab muuta energiaks ja energia mateeriaks.

Valemis olev "E" tähistab energiat, mõõdetuna ühikutes, mida nimetatakse ergideks. "M" tähistab massi grammides. "C" on valguse kiirus, mõõdetuna sentimeetrites sekundis. Kui valguse kiirus korrutatakse iseendaga (ruutu) ja korrutatakse seejärel massiga, on tulemuseks väga suur arv. See näitab, et isegi väikeses koguses massi salvestatud energia on tohutu.

Üks võimalus massis oleva energia vabanemiseks on selle massi moodustavate aatomite kokkusulamine. See juhtub mõnikord looduses. Näiteks saab tähe sees kahte vesiniku aatomit koos liikuda nii suure kiirusega, et nende tuumades olevad üksikud prootonid sulanduvad kokku ja moodustavad kahe prootoniga heeliumi aatomi. Protsess muudab energiaks umbes 7 protsenti algsest massist. Seda saab arvutada valemiga E = mc ruut. Protsessi nimetatakse tuumasünteesiks. Me näeme seda inimese loodud seadmetes, nagu osakeste kiirendid ja tuumapommid.

Teine võimalus massis oleva energia vabanemiseks on selle massi aatomite eraldumine. See toimub ka looduses loomulikult. Näiteks on uraan radioaktiivne element. See tähendab, et see laguneb. Selle tuumas on 92 prootonit. Kõik nad on positiivselt laetud ja üritavad üksteisest eemale saada. See sarnaneb kahe sama polaarsusega magnetiga, mis üksteist tõrjuvad. Kui uraani aatomid kaotavad prootoneid, saavad neist muud elemendid. Kui liita uue tuuma ja väljutatud prootonite kaal, on tulemus veidi kergem kui algsel uraani aatomil. Kadunud mass muudetakse energiaks. Sellepärast eraldavad radioaktiivsed elemendid soojust ja valgust. Seda nimetatakse tuuma lõhustumiseks. Loodud energiat saab arvutada ka valemiga E = mc ruut.

Universumit moodustavatel prootonitel ja elektronidel on "peegelpildiga" nõod, mida nimetatakse antiprotoniteks ja positroniteks; nende osakeste mass on sama, kuid vastupidine elektrilaeng. Huvitav on see, et kui tavaline osake põrkub kokku oma antiaine kaksikuga, pühivad nad teineteise välja, muutes kogu oma massi energiaks. E = mc ruudu tõttu on energia eraldumine tohutu. Õnneks on meie universumis antiainet väga vähe, mistõttu need kokkupõrked on haruldased.

Einsteini teooria muutis inimeste suhtumist universumisse. See liitis massi ja energia mõisted, mida varem arvati olevat täiesti eraldi. Einstein näitas, et massist saab energiat ja energiast saab mass. Mõistame nüüd rohkem, miks tähed säravad, mustade aukude olemusest ja universumi loomisest tänu E = mc ruudule. Valemi varjukülg on selle kasutamine tuumarelvade väljatöötamisel. Tegelikult kutsus Einstein ise välja esimese aatomipommi väljatöötamise, enne kui Ameerika sõjaaja vaenlased seda teha said.