Mitä E = MC-ruutu tarkoittaa?

E = mc neliö on tunnetuin fysiikan kaava. Sitä kutsutaan usein massaenergian vastaavuuden teoriaksi. Useimmat ihmiset tietävät, että Albert Einstein kehitti sen, mutta harvoilla ei ole aavistustakaan, mitä se tarkoittaa. Pohjimmiltaan Einstein keksi aineen ja energian suhteen. Hänen nero oli ymmärtämässä, että aine voidaan muuttaa energiaksi ja energia aineeksi.

Kaavassa "E" tarkoittaa energiaa, mitattuna yksikköinä, joita kutsutaan ergiksi. "M" edustaa massa grammoina. "C" on valon nopeus mitattuna senttimetreinä sekunnissa. Kun valon nopeus kerrotaan itse (neliö) ja kerrotaan sitten massalla, tuloksena on hyvin suuri luku. Se osoittaa, että jopa pieneen massaan varastoitu energia on valtava.

Yksi tapa vapauttaa massassa oleva energia on, että massan muodostavat atomit sulautuvat yhteen. Tätä tapahtuu joskus luonnossa. Esimerkiksi tähdessä kaksi vetyatomia voidaan ajaa yhteen niin suurella nopeudella, että ytimissään olevat yksittäiset protonit sulautuvat yhteen muodostaen heliumtomin kahden protonin kanssa. Prosessi muuttaa noin 7 prosenttia alkuperäisestä massasta energiaksi. Tämä voidaan laskea kaavalla E = mc neliö. Tätä prosessia kutsutaan ydinfuusioksi. Näemme sen ihmisen tekemissä laitteissa, kuten hiukkaskiihdyttimissä ja ydinpommissa.

Toinen tapa massan energian vapauttamiseksi on, että massan sisällä olevat atomit hajoavat. Tämä tapahtuu myös luonnossa luonnossa. Esimerkiksi uraani on radioaktiivinen alkuaine. Se tarkoittaa, että se hajoaa. Sen ytimessä on 92 protonia. Kaikki heistä ovat positiivisesti latautuneita ja yrittävät päästä eroon toisistaan. Tämä on samanlainen kuin kaksi magneettia, joilla on sama napaisuus, hylkivät toisiaan. Kun uraaniatomit menettävät protoneja, niistä tulee muita elementtejä. Kun lisäät uuden ytimen painon poistettujen protonien painoon, tulos on hieman kevyempi kuin alkuperäinen uraaniatomi. Kadonnut massa muuttuu energiaksi. Siksi radioaktiiviset elementit vapauttavat lämpöä ja valoa. Tätä kutsutaan ydinfissioksi. Luotu energia voidaan laskea myös kaavalla E = mc neliö.

Protoneilla ja elektroneilla, jotka muodostavat maailmankaikkeuden, on "peilikuvan" serkut, joita kutsutaan antiprotoneiksi ja positroneiksi; näillä hiukkasilla on sama massa, mutta vastakkainen sähkövaraus. Mielenkiintoista on, että kun normaali hiukkanen törmää antimateriaaliseen kaksoisosaansa, ne pyyhkivät toisiaan, muuttamalla kaiken massansa energiaksi. Koska E = mc on neliö, energian vapautuminen on valtava. Onneksi universumissamme on hyvin vähän antimateriaa, joten nämä törmäykset ovat harvinaisia.

Einsteinin teoria mullisti ihmisten suhtautumisen maailmankaikkeuteen. Se liittyi massa- ja energiakäsityksiin, joiden aiemmin ajateltiin olevan täysin erillisiä. Einstein osoitti, että massa voidaan muuttaa energiaksi ja energiasta voi tulla massa. Ymmärrämme nyt enemmän siitä, miksi tähdet loistavat, mustien aukkojen luonteesta ja maailmankaikkeuden luomisesta E = mc-neliön ansiosta. Kaavan pimeä puoli on sen käyttö ydinaseiden kehittämisessä. Itse asiassa Einstein itse kehotti ensimmäisen atomipommin kehittämistä ennen kuin Amerikan sodan viholliset pystyivät.