Waar staat E=MC Squared voor?

E=mc kwadraat is de bekendste formule in de natuurkunde. Het wordt vaak de theorie van massa-energie-equivalentie genoemd. De meeste mensen weten dat Albert Einstein het heeft ontwikkeld, maar weinigen hebben enig idee wat het betekent. In wezen bedacht Einstein een relatie tussen materie en energie. Zijn genie was dat hij zich realiseerde dat materie kan worden omgezet in energie en energie in materie.

De "E" in de formule staat voor energie, gemeten in eenheden die ergs worden genoemd. De "m" staat voor massa in grammen. De "c" is de lichtsnelheid gemeten in centimeters per seconde. Wanneer de lichtsnelheid met zichzelf wordt vermenigvuldigd (in het kwadraat) en vervolgens wordt vermenigvuldigd met de massa, is het resultaat een zeer groot getal. Het laat zien dat de energie die is opgeslagen in zelfs een kleine hoeveelheid massa enorm is.

Een manier om de energie in massa vrij te laten komen, is dat de atomen waaruit die massa bestaat, samensmelten. Dit gebeurt soms in de natuur. Binnen een ster kunnen bijvoorbeeld twee waterstofatomen met zo'n grote snelheid naar elkaar toe worden gedreven dat de afzonderlijke protonen in hun kernen samensmelten tot een heliumatoom met twee protonen. Het proces zet ongeveer 7 procent van de oorspronkelijke massa om in energie. Dit kan worden berekend met de formule E=mc in het kwadraat. Het proces heet kernfusie. We zien het in door de mens gemaakte apparaten zoals deeltjesversnellers en atoombommen.

Een andere manier om de energie in massa vrij te laten komen, is door atomen in die massa uit elkaar te laten vallen. Dit komt ook van nature voor in de natuur. Uranium is bijvoorbeeld een radioactief element. Dat betekent dat het uit elkaar valt. Er zijn 92 protonen in de kern. Allemaal zijn ze positief geladen en proberen ze van elkaar weg te komen. Dit is vergelijkbaar met twee magneten met dezelfde polariteit die elkaar afstoten. Wanneer uraniumatomen protonen verliezen, worden ze andere elementen. Als je het gewicht van de nieuwe kern optelt bij dat van de uitgestoten protonen, is het resultaat iets lichter dan het oorspronkelijke uraniumatoom. De verloren massa wordt omgezet in energie. Daarom geven radioactieve elementen warmte en licht af. Dit wordt kernsplijting genoemd. De opgewekte energie kan ook worden berekend met de formule E=mc kwadraat.

De protonen en elektronen waaruit het universum bestaat, hebben "spiegelbeeld" neven die antiprotonen en positronen worden genoemd; deze deeltjes hebben dezelfde massa maar tegengestelde elektrische lading. Interessant is dat wanneer een normaal deeltje in botsing komt met zijn antimaterie-tweeling, ze elkaar wegvagen en al hun massa in energie veranderen. Door E = mc kwadraat is de energieafgifte enorm. Gelukkig heeft ons universum heel weinig antimaterie, waardoor deze botsingen zeldzaam zijn.

De theorie van Einstein zorgde voor een revolutie in de manier waarop mensen naar het universum keken. Het voegde zich bij de noties van massa en energie, waarvan eerder werd gedacht dat ze volledig gescheiden waren. Einstein toonde aan dat massa kan worden omgezet in energie en dat energie massa kan worden. We begrijpen nu meer over waarom de sterren schijnen, de aard van zwarte gaten en het ontstaan ​​van het heelal dankzij E=mc kwadraat. De donkere kant van de formule is het gebruik ervan bij de ontwikkeling van kernwapens. In feite was het Einstein zelf die aandrong op de ontwikkeling van de eerste atoombom voordat Amerika's oorlogsvijanden dat konden.