בשביל מה E = MC בריבוע מייצג?

E = mc בריבוע היא הנוסחה המפורסמת ביותר בפיזיקה. זה מכונה לעתים קרובות התיאוריה של שוויון אנרגיה המוני. רוב האנשים יודעים שאלברט איינשטיין פיתח את זה, אבל למעטים יש מושג מה זה אומר. בעיקרו של דבר, איינשטיין יצר קשר בין חומר לאנרגיה. הגאונות שלו הבינה שאפשר להפוך חומר לאנרגיה ואנרגיה לחומר.

ה" E "בנוסחה מייצג אנרגיה, הנמדדת ביחידות הנקראות ארגז. ה- "m" מייצג מסה בגרמים. ה- "c" הוא מהירות האור הנמדדת בסנטימטרים לשנייה. כאשר מהירות האור מוכפלת בעצמה (בריבוע) ואז מוכפלת במסה, התוצאה היא מספר גדול מאוד. זה מראה שהאנרגיה המאוחסנת אפילו בכמות קטנה של מסה היא עצומה.

אחת הדרכים לשחרור האנרגיה במסה היא שהאטומים המרכיבים את המסה הזו יתמזגו יחד. זה קורה לפעמים בטבע. לדוגמא, בתוך כוכב ניתן להניע שני אטומי מימן במהירות כה גדולה, עד שהפרוטונים היחידים בגרעינים שלהם מתמזגים יחד ליצירת אטום הליום עם שני פרוטונים. התהליך הופך כ -7 אחוזים מהמסה המקורית לאנרגיה. ניתן לחשב זאת באמצעות הנוסחה E = mc בריבוע. התהליך נקרא היתוך גרעיני. אנו רואים זאת במכשירים מעשה ידי אדם כמו מאיצי חלקיקים ופצצות גרעיניות.

דרך נוספת לשחרור האנרגיה במסה היא שהאטומים בתוך המסה הזו יתפרקו. זה קורה גם בטבעיות באופן טבעי. לדוגמא, אורניום הוא יסוד רדיואקטיבי. זה אומר שהוא מתפרק. בגרעין שלו ישנם 92 פרוטונים. כולם טעונים חיובי ומנסים להתרחק אחד מהשני. זה דומה לשני מגנטים עם אותה קוטביות דוחים זה את זה. כאשר אטומי האורניום מאבדים פרוטונים הם הופכים ליסודות אחרים. כשמוסיפים את משקל הגרעין החדש לזה של הפרוטונים שנפלטו, התוצאה מעט קלה יותר מאטום האורניום המקורי. המסה האבודה הופכת לאנרגיה. זו הסיבה שאלמנטים רדיואקטיביים משחררים חום ואור. זה נקרא ביקוע גרעיני. ניתן לחשב את האנרגיה הנוצרת גם בנוסחה E = mc בריבוע.

הפרוטונים והאלקטרונים המרכיבים את היקום הם בני דודים של "תמונת ראי" המכונים אנטי פרוטונים ופוזיטרונים; לחלקיקים אלה יש אותו מסה אך מטען חשמלי מנוגד. מעניין שכאשר חלקיק רגיל מתנגש בתאום האנטי-חומר שלו, הם מוחקים זה את זה והופכים את כל המסה שלהם לאנרגיה. בגלל E = mc בריבוע, שחרור האנרגיה הוא עצום. למרבה המזל, ביקום שלנו יש מעט מאוד חומר נגד, מה שהופך את ההתנגשויות הללו לנדירות.

התיאוריה של איינשטיין חוללה מהפכה בדרך בה בני האדם רואים ביקום. הוא הצטרף למושגי המסה והאנרגיה, שבעבר נחשבו נפרדים לחלוטין. איינשטיין הראה שניתן להפוך מסה לאנרגיה ואנרגיה יכולה להפוך למסה. כעת אנו מבינים יותר מדוע הכוכבים זורחים, אופי החורים השחורים ויצירת היקום בזכות E = mc בריבוע. הצד האפל של הנוסחה הוא השימוש בפיתוח נשק גרעיני. למעשה, איינשטיין עצמו דחק בפיתוח פצצת האטום הראשונה לפני שאויבי אמריקה בזמן המלחמה.