Innhold
E = mc squared er den mest kjente formelen i fysikk. Det blir ofte referert til som teorien om massenergikvivalens. De fleste vet at Albert Einstein utviklet den, men få har ingen anelse om hva det vil si. I hovedsak kom Einstein med et forhold mellom materie og energi. Hans geni var klar over at materie kan gjøres om til energi og energi til materie.
Identifikasjon
"E" i formelen står for energi, målt i enheter kalt ergs. "M" representerer masse i gram. "C" er lysets hastighet målt i centimeter per sekund. Når lysets hastighet multipliseres med seg selv (kvadrat) og deretter multipliseres med massen, er resultatet et veldig stort antall. Det viser at energien som er lagret i til og med en liten mengde masse er enorm.
Fusion
En måte for energien i massen som skal frigjøres, er at atomene som utgjør den massen smelter sammen. Dette skjer noen ganger i naturen. I en stjerne kan for eksempel to hydrogenatomer drives frem sammen med så stor hastighet at de enkle protonene i kjernene deres smelter sammen og danner et heliumatom med to protoner. Prosessen gjør om lag 7 prosent av den opprinnelige massen til energi. Dette kan beregnes med formelen E = mc kvadrat. Prosessen kalles atomfusion. Vi ser det i menneskeskapte enheter som partikkelakseleratorer og atombomber.
Fisjon
En annen måte for energien i massen som skal frigjøres, er at atomer i den massen kommer fra hverandre. Dette forekommer også naturlig i naturen. For eksempel er uran radioaktivt element. Det betyr at det faller fra hverandre. Det er 92 protoner i kjernen. Alle av dem er positivt ladet og prøver å komme vekk fra hverandre. Dette ligner på to magneter med samme polaritet som frastøter hverandre. Når uranatomer mister protoner blir de andre elementer. Når du legger opp vekten til den nye kjernen med den av de kastede protonene, er resultatet litt lettere enn det originale uranatom. Den tapte massen blir til energi. Dette er grunnen til at radioaktive elementer frigjør varme og lys. Dette kalles kjernefysjon. Energien som skapes kan også beregnes med formelen E = mc kvadrat.
Matter og Antimatter
Protonene og elektronene som utgjør universet har "speilbilde" søskenbarn kalt antiprotoner og positroner; disse partiklene har samme masse, men motsatt elektrisk ladning. Interessant er at når en normal partikkel kolliderer med dens antimaterielle tvilling, tørker de hverandre ut og gjør all sin masse til energi. På grunn av E = mc-kvadratet, er energiutløsningen enorm. Heldigvis har universet vårt veldig lite antimaterie, noe som gjør disse kollisjonene sjeldne.
Historie
Einsteins teori revolusjonerte måten mennesker så på universet på. Den ble med i forestillinger om masse og energi, som tidligere ble antatt å være helt separate. Einstein viste at masse kan gjøres om til energi og energi kan bli masse. Vi forstår nå mer om hvorfor stjernene lyser, sorte hulls natur og universets skapelse takket være E = mc kvadrat. Den mørke siden av formelen er dens bruk i utvikling av atomvåpen. Faktisk var det Einstein selv som oppfordret til utvikling av den første atombomben før Amerikas krigstidens fiender kunne.