E=mc กำลังสอง เป็นสูตรที่มีชื่อเสียงที่สุดในวิชาฟิสิกส์ มักเรียกกันว่าทฤษฎีความเท่าเทียมกันของพลังงานมวล คนส่วนใหญ่รู้ว่าอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์พัฒนามันขึ้นมา แต่มีเพียงไม่กี่คนที่รู้ว่ามันหมายถึงอะไร โดยพื้นฐานแล้วไอน์สไตน์มีความสัมพันธ์ระหว่างสสารและพลังงาน อัจฉริยะของเขาตระหนักว่าสสารสามารถเปลี่ยนเป็นพลังงานและพลังงานให้กลายเป็นสสารได้
บัตรประจำตัว
"E" ในสูตรหมายถึงพลังงานซึ่งวัดเป็นหน่วยที่เรียกว่าเอิร์ก "m" แทนมวลเป็นกรัม "c" คือความเร็วแสงที่วัดเป็นเซนติเมตรต่อวินาที เมื่อความเร็วแสงคูณด้วยตัวมันเอง (กำลังสอง) แล้วคูณด้วยมวล ผลลัพธ์จะเป็นจำนวนที่มาก แสดงให้เห็นว่าพลังงานที่สะสมในมวลแม้เพียงเล็กน้อยก็มหาศาล
ฟิวชั่น
วิธีหนึ่งในการปลดปล่อยพลังงานในมวลคืออะตอมที่ประกอบเป็นมวลนั้นจะหลอมรวมเข้าด้วยกัน สิ่งนี้เกิดขึ้นบางครั้งในธรรมชาติ ตัวอย่างเช่น ภายในดาวฤกษ์ อะตอมของไฮโดรเจนสองอะตอมสามารถขับเคลื่อนเข้าด้วยกันด้วยความเร็วที่สูงมากจนโปรตอนเดี่ยวในนิวเคลียสของพวกมันหลอมรวมกันเพื่อสร้างอะตอมฮีเลียมที่มีโปรตอนสองตัว กระบวนการนี้จะเปลี่ยนมวลประมาณ 7 เปอร์เซ็นต์เป็นพลังงาน สามารถคำนวณได้ด้วยสูตร E=mc กำลังสอง กระบวนการนี้เรียกว่านิวเคลียร์ฟิวชั่น เราเห็นมันในอุปกรณ์ที่มนุษย์สร้างขึ้น เช่น เครื่องเร่งอนุภาคและระเบิดนิวเคลียร์
ฟิชชัน
อีกวิธีหนึ่งในการปลดปล่อยพลังงานในมวลคือให้อะตอมภายในมวลนั้นแยกออกจากกัน สิ่งนี้ยังเกิดขึ้นตามธรรมชาติในธรรมชาติ ตัวอย่างเช่น ยูเรเนียมเป็นธาตุกัมมันตรังสี นั่นก็หมายความว่ามันกำลังจะแตกสลาย มีโปรตอน 92 ตัวในนิวเคลียส พวกเขาทั้งหมดมีประจุบวกและพยายามหนีจากกัน ซึ่งคล้ายกับแม่เหล็กสองตัวที่มีขั้วเดียวกันผลักกัน เมื่ออะตอมของยูเรเนียมสูญเสียโปรตอนไป พวกมันจะกลายเป็นองค์ประกอบอื่นๆ เมื่อคุณบวกน้ำหนักของนิวเคลียสใหม่ด้วยน้ำหนักของโปรตอนที่พุ่งออกมา ผลลัพธ์ที่ได้จะเบากว่าอะตอมของยูเรเนียมดั้งเดิมเล็กน้อย มวลที่สูญเสียไปจะกลายเป็นพลังงาน นี่คือเหตุผลที่ธาตุกัมมันตภาพรังสีปล่อยความร้อนและแสง สิ่งนี้เรียกว่าการแยกตัวของนิวเคลียร์ พลังงานที่สร้างขึ้นสามารถคำนวณได้ด้วยสูตร E=mc กำลังสอง
สสารและปฏิสสาร
โปรตอนและอิเล็กตรอนที่ประกอบกันเป็นเอกภพมี “ภาพสะท้อน” ที่เรียกว่าแอนติโปรตอนและโพซิตรอน อนุภาคเหล่านี้มีมวลเท่ากัน แต่มีประจุตรงข้าม ที่น่าสนใจคือเมื่ออนุภาคปกติชนกับคู่ปฏิสสารของมัน พวกมันจะเช็ดกันเอง ทำให้มวลของพวกมันกลายเป็นพลังงาน เนื่องจาก E = mc กำลังสอง การปลดปล่อยพลังงานจึงมีมหาศาล โชคดีที่จักรวาลของเรามีปฏิสสารเพียงเล็กน้อย ทำให้การชนเหล่านี้เกิดขึ้นได้ยาก
ประวัติศาสตร์
ทฤษฎีของไอน์สไตน์ปฏิวัติวิธีที่มนุษย์มองจักรวาล มันเข้าร่วมกับแนวคิดเรื่องมวลและพลังงาน ซึ่งก่อนหน้านี้เคยคิดว่าจะแยกจากกันโดยสิ้นเชิง ไอน์สไตน์แสดงให้เห็นว่ามวลสามารถเปลี่ยนเป็นพลังงานและพลังงานสามารถกลายเป็นมวลได้ ตอนนี้เราเข้าใจมากขึ้นว่าทำไมดวงดาวถึงส่องแสง ธรรมชาติของหลุมดำ และการสร้างจักรวาลด้วย E=mc กำลังสอง ด้านมืดของสูตรนี้คือการนำไปใช้ในการพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์ อันที่จริง ไอน์สไตน์เองเป็นผู้กระตุ้นการพัฒนาระเบิดปรมาณูลูกแรกก่อนที่ศัตรูในสงครามของอเมริกาจะทำได้