Que signifie E=MC Squared ?

E=mc au carré est la formule la plus connue en physique. On l'appelle souvent la théorie de l'équivalence d'énergie de masse. La plupart des gens savent qu'Albert Einstein l'a développé, mais peu ont la moindre idée de ce que cela signifie. Essentiellement, Einstein a proposé une relation entre la matière et l'énergie. Son génie réalisait que la matière peut être transformée en énergie et l'énergie en matière.

Le "E" dans la formule représente l'énergie, mesurée en unités appelées ergs. Le "m" représente la masse en grammes. Le "c" est la vitesse de la lumière mesurée en centimètres par seconde. Lorsque la vitesse de la lumière est multipliée par elle-même (au carré) puis multipliée par la masse, le résultat est un très grand nombre. Cela montre que l'énergie stockée même dans une petite quantité de masse est énorme.

Une façon pour que l'énergie en masse soit libérée est que les atomes qui composent cette masse fusionnent ensemble. Cela arrive parfois dans la nature. Par exemple, dans une étoile, deux atomes d'hydrogène peuvent être propulsés ensemble à une vitesse si élevée que les protons uniques de leurs noyaux fusionnent pour former un atome d'hélium avec deux protons. Le processus transforme environ 7 pour cent de la masse d'origine en énergie. Ceci peut être calculé avec la formule E=mc au carré. Le processus est appelé fusion nucléaire. Nous le voyons dans les dispositifs artificiels comme les accélérateurs de particules et les bombes nucléaires.

Une autre façon de libérer l'énergie dans la masse est de séparer les atomes de cette masse. Cela se produit également naturellement dans la nature. Par exemple, l'uranium est un élément radioactif. Cela signifie qu'il est en train de s'effondrer. Il y a 92 protons dans son noyau. Tous sont chargés positivement et essaient de s'éloigner les uns des autres. Ceci est similaire à deux aimants de même polarité qui se repoussent. Lorsque les atomes d'uranium perdent des protons, ils deviennent d'autres éléments. Lorsque vous additionnez le poids du nouveau noyau avec celui des protons éjectés, le résultat est légèrement plus léger que l'atome d'uranium d'origine. La masse perdue est transformée en énergie. C'est pourquoi les éléments radioactifs dégagent de la chaleur et de la lumière. C'est ce qu'on appelle la fission nucléaire. L'énergie créée peut également être calculée avec la formule E=mc au carré.

Les protons et les électrons qui composent l'univers ont des cousins ​​« en miroir » appelés antiprotons et positons; ces particules ont la même masse mais une charge électrique opposée. Il est intéressant de noter que lorsqu'une particule normale entre en collision avec son jumeau antimatière, elles s'effacent mutuellement, transformant toute leur masse en énergie. En raison de E = mc au carré, la libération d'énergie est énorme. Heureusement, notre univers a très peu d'antimatière, ce qui rend ces collisions rares.

La théorie d'Einstein a révolutionné la façon dont les êtres humains considéraient l'univers. Il rejoint les notions de masse et d'énergie, que l'on croyait jusqu'alors totalement distinctes. Einstein a montré que la masse peut être transformée en énergie et que l'énergie peut devenir masse. Nous comprenons maintenant mieux pourquoi les étoiles brillent, la nature des trous noirs et la création de l'univers grâce à E=mc au carré. Le côté obscur de la formule est son utilisation dans le développement d'armes nucléaires. En fait, c'est Einstein lui-même qui a encouragé le développement de la première bombe atomique avant que les ennemis de l'Amérique en temps de guerre ne le puissent.