Što znači E = MC Squared?

E = mc na kvadrat najpoznatija je formula u fizici. Često se naziva teorijom ekvivalencije masne energije. Većina ljudi zna da ga je Albert Einstein razvio, ali malo tko uopće zna što to znači. U osnovi je Einstein smislio odnos između materije i energije. Njegov je genij shvaćao da se materija može pretvoriti u energiju, a energija u materiju.

"E" u formuli označava energiju, mjerenu u jedinicama koje se nazivaju ergovi. "M" predstavlja masu u gramima. "C" je brzina svjetlosti izmjerena u centimetrima u sekundi. Kada se brzina svjetlosti pomnoži sama sa sobom (na kvadrat), a zatim pomnoži s masom, rezultat je vrlo velik broj. To pokazuje da je energija pohranjena i u maloj količini mase ogromna.

Jedan od načina oslobađanja energije u masi je da se atomi koji čine tu masu stope zajedno. To se ponekad događa u prirodi. Na primjer, unutar zvijezde, dva atoma vodika mogu se pokretati tako velikom brzinom da se pojedinačni protoni u njihovim jezgrama stapaju i tvore atom helija s dva protona. Proces pretvara oko 7 posto izvorne mase u energiju. To se može izračunati formulom E = mc na kvadrat. Proces se naziva nuklearna fuzija. Vidimo ga u uređajima koje je stvorio čovjek poput akceleratora čestica i nuklearnih bombi.

Drugi način oslobađanja energije u masi je razdvajanje atoma unutar te mase. To se također prirodno događa u prirodi. Na primjer, uran je radioaktivni element. To znači da se raspada. U njegovoj se jezgri nalaze 92 protona. Svi su pozitivno nabijeni i pokušavaju pobjeći jedni od drugih. Ovo je slično dvama magnetima s jednakim polaritetom koji se međusobno odbijaju. Kad atomi urana izgube protone, oni postaju drugi elementi. Kad zbrojite težinu nove jezgre s težinom izbačenih protona, rezultat je nešto lakši od izvornog atoma urana. Izgubljena masa pretvara se u energiju. Zbog toga radioaktivni elementi oslobađaju toplinu i svjetlost. To se naziva nuklearna fisija. Stvorena energija također se može izračunati formulom E = mc na kvadrat.

Protoni i elektroni koji čine svemir imaju rođake s "zrcalnom slikom" koji se nazivaju antiprotoni i pozitroni; te čestice imaju istu masu, ali suprotni električni naboj. Zanimljivo je da kada se normalna čestica sudari sa svojim blizancem antimaterije, oni se međusobno obrišu pretvarajući svu svoju masu u energiju. Zbog E = mc na kvadrat, oslobađanje energije je ogromno. Srećom, naš svemir ima vrlo malo antimaterije, što čini te sudare rijetkim.

Einsteinova teorija revolucionirala je način na koji su ljudska bića promatrala svemir. Pridružio se pojmovima mase i energije, za koje se prije smatralo da su potpuno odvojeni. Einstein je pokazao da se masa može pretvoriti u energiju, a energija može postati masa. Sada razumijemo više o tome zašto zvijezde sjaju, prirodi crnih rupa i stvaranju svemira zahvaljujući E = mc na kvadrat. Tamna strana formule je njegova uporaba u razvoju nuklearnog oružja. Zapravo je upravo Einstein bio taj koji je poticao razvoj prve atomske bombe prije nego što su to mogli američki ratni neprijatelji.