E=MC Kare Neyi Gösterir?

E=mc kare fizikteki en ünlü formüldür. Genellikle Kütle Enerji Eşdeğerliği Teorisi olarak adlandırılır. Çoğu insan bunu Albert Einstein'ın geliştirdiğini biliyor, ancak çok azının bunun ne anlama geldiği hakkında bir fikri yok. Esasen Einstein, madde ve enerji arasında bir ilişki buldu. Dehası, maddenin enerjiye ve enerjinin maddeye dönüştürülebileceğini fark ediyordu.

Formüldeki "E", erg adı verilen birimlerle ölçülen enerji anlamına gelir. "m" gram cinsinden kütleyi temsil eder. "c", saniyede santimetre cinsinden ölçülen ışık hızıdır. Işık hızı kendisiyle çarpılıp (kare) sonra kütle ile çarpıldığında sonuç çok büyük bir sayıdır. Küçücük bir kütlede bile depolanan enerjinin çok büyük olduğunu gösterir.

Kütledeki enerjinin açığa çıkmasının bir yolu, o kütleyi oluşturan atomların kaynaşmasıdır. Bu bazen doğada olur. Örneğin, bir yıldızın içinde, iki hidrojen atomu o kadar büyük bir hızla birlikte hareket edebilir ki, çekirdeklerindeki tek protonlar, iki protonlu bir helyum atomu oluşturmak üzere birleşirler. Süreç, orijinal kütlenin yaklaşık yüzde 7'sini enerjiye dönüştürür. Bu, E=mc kare formülü ile hesaplanabilir. Bu sürece nükleer füzyon denir. Bunu parçacık hızlandırıcılar ve nükleer bombalar gibi insan yapımı cihazlarda görüyoruz.

Kütledeki enerjinin açığa çıkmasının bir başka yolu da o kütledeki atomların parçalanmasıdır. Bu da doğada doğal olarak oluşur. Örneğin, uranyum radyoaktif elementtir. Demek ki dağılıyor. Çekirdeğinde 92 proton vardır. Hepsi pozitif yüklü ve birbirlerinden uzaklaşmaya çalışıyorlar. Bu, aynı polariteye sahip iki mıknatısın birbirini itmesine benzer. Uranyum atomları protonlarını kaybettiklerinde başka elementler haline gelirler. Yeni çekirdeğin ağırlığını fırlatılan protonların ağırlığıyla topladığınızda, sonuç orijinal uranyum atomundan biraz daha hafiftir. Kaybedilen kütle enerjiye dönüşür. Bu nedenle radyoaktif elementler ısı ve ışık yayar. Buna nükleer fisyon denir. Oluşan enerji de E=mc kare formülü ile hesaplanabilir.

Evreni oluşturan protonlar ve elektronlar, antiprotonlar ve pozitronlar olarak adlandırılan “ayna görüntü” kuzenlerine sahiptir; bu parçacıklar aynı kütleye fakat zıt elektrik yüküne sahiptir. İlginç bir şekilde, normal bir parçacık antimadde ikizi ile çarpıştığında, tüm kütlelerini enerjiye çevirerek birbirlerini yok ederler. E = mc kare olduğundan, enerji salınımı muazzamdır. Neyse ki, evrenimizde çok az antimadde var, bu da bu çarpışmaları nadir hale getiriyor.

Einstein'ın teorisi, insanların evreni görme biçiminde devrim yarattı. Daha önce tamamen ayrı olduğu düşünülen kütle ve enerji kavramlarına katıldı. Einstein kütlenin enerjiye, enerjinin de kütleye dönüşebileceğini gösterdi. Artık yıldızların neden parladığını, kara deliklerin doğasını ve evrenin yaratılışını E=mc kare sayesinde daha iyi anlıyoruz. Formülün karanlık tarafı, nükleer silahların geliştirilmesinde kullanılmasıdır. Aslında, Amerika'nın savaş zamanı düşmanlarından önce ilk atom bombasının geliştirilmesini teşvik eden Einstein'ın kendisiydi.