Kaj pomeni E = MC Squared?

E = mc na kvadrat je najbolj znana formula v fiziki. Pogosto se imenuje teorija enakovrednosti masne energije. Večina ljudi ve, da ga je razvil Albert Einstein, le redki pa se sploh ne zavedajo, kaj to pomeni. V bistvu je Einstein prišel do razmerja med snovjo in energijo. Njegov genij je spoznal, da se snov lahko spremeni v energijo in energija v snov.

"E" v formuli pomeni energijo, merjeno v enotah, imenovanih ergi. "M" predstavlja maso v gramih. "C" je svetlobna hitrost, merjena v centimetrih na sekundo. Ko hitrost svetlobe pomnožimo samo s seboj (na kvadrat) in nato pomnožimo z maso, je rezultat zelo veliko število. Pokaže, da je energija, shranjena v celo majhni količini mase, ogromna.

Eden od načinov, da se energija v masi sprosti, je, da se atomi, ki tvorijo to maso, zlijejo. To se včasih zgodi v naravi. Na primer, znotraj zvezde lahko dva atoma vodika poganjamo skupaj s tako veliko hitrostjo, da se posamezni protoni v njihovih jedrih zlijejo in tvorijo atom helija z dvema protonoma. Postopek pretvori približno 7 odstotkov prvotne mase v energijo. To lahko izračunamo s formulo E = mc na kvadrat. Proces imenujemo jedrska fuzija. Vidimo ga v napravah, ki jih je ustvaril človek, kot so pospeševalniki delcev in jedrske bombe.

Drug način, kako se energija v masi sprosti, je, da se atomi znotraj te mase ločijo. To se naravno dogaja tudi v naravi. Na primer, uran je radioaktivni element. To pomeni, da razpada. V njegovem jedru je 92 protonov. Vsi so pozitivno nabiti in se poskušajo umakniti drug od drugega. To je podobno kot dva magneta z enako polarnostjo, ki se medsebojno odbijata. Ko atomi urana izgubijo protone, postanejo drugi elementi. Ko seštejemo težo novega jedra in težo izvrženih protonov, je rezultat nekoliko lažji od prvotnega atoma urana. Izgubljena masa se spremeni v energijo. Zato radioaktivni elementi sproščajo toploto in svetlobo. To se imenuje jedrska fisija. Ustvarjeno energijo lahko izračunamo tudi s formulo E = mc na kvadrat.

Protoni in elektroni, ki tvorijo vesolje, imajo bratrance z "zrcalno sliko", imenovane antiprotoni in pozitroni; ti delci imajo enako maso, a nasprotni električni naboj. Zanimivo je, da ko običajni delci trčijo s svojim dvojčkom antimaterije, se med seboj izbrišejo in vso svojo maso spremenijo v energijo. Zaradi E = mc na kvadrat je sproščanje energije ogromno. Na srečo ima naše vesolje zelo malo antimaterije, zaradi česar so ta trčenja redka.

Einsteinova teorija je revolucionirala način, kako so ljudje gledali na vesolje. Pridružil se je pojmom mase in energije, za katere se je prej mislilo, da so popolnoma ločeni. Einstein je pokazal, da se masa lahko spremeni v energijo in energija lahko postane masa. Zdaj razumemo več o tem, zakaj zvezde sijejo, naravi črnih lukenj in ustvarjanju vesolja zahvaljujoč E = mc na kvadrat. Temna stran formule je njegova uporaba pri razvoju jedrskega orožja. Pravzaprav je bil Einstein sam tisti, ki je pozval k razvoju prve atomske bombe, še preden so lahko ameriški vojni sovražniki.