E = mc squared is de beroemdste formule in de natuurkunde. Het wordt vaak de theorie van de gelijkwaardigheid van massale energie genoemd. De meeste mensen weten dat Albert Einstein het heeft ontwikkeld, maar weinigen hebben enig idee wat het betekent. In essentie bedacht Einstein een relatie tussen materie en energie. Zijn genie besefte dat materie in energie en energie kan worden omgezet in materie.

Identificatie

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 snelheid van het licht wordt vermenigvuldigd met zichzelf (in het kwadraat), vermenigvuldigd met de massa, is het resultaat een zeer groot aantal. Het laat zien dat de energie opgeslagen in zelfs een kleine hoeveelheid massa enorm is.

Fusie-oplossing

Een manier om de energie in massa vrij te maken, is door de atomen waaruit die massa bestaat te versmelten samen. Dit gebeurt soms in de natuur. Binnen een ster kunnen bijvoorbeeld twee waterstofatomen samen met zo'n grote snelheid worden voortgestuwd dat de enkele protonen in hun kernen samensmelten om een ​​heliumatoom met twee protonen te vormen. Het proces maakt ongeveer 7 procent van de oorspronkelijke massa tot energie. Dit kan worden berekend met de formule E = mc squared. Het proces wordt kernfusie genoemd. We zien het in door de mens gemaakte apparaten zoals deeltjesversnellers en nucleaire bommen.

Fission

Een andere manier om de energie in massa te laten vrijkomen, is dat de atomen in die massa uit elkaar gaan. Dit komt ook van nature in de natuur voor. Uranium is bijvoorbeeld een radioactief element. Dat betekent dat het uit elkaar valt. Er zijn 92 protonen in zijn kern. Ze zijn allemaal positief geladen en proberen 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. Wanneer u het gewicht van de nieuwe kern optelt met dat van de uitgeworpen protonen, is het resultaat iets lichter dan het oorspronkelijke uraniumatoom. De verloren massa wordt omgezet in energie. Dit is de reden waarom radioactieve elementen warmte en licht afgeven. Dit wordt kernsplijting genoemd. De gecreëerde energie kan ook worden berekend met de formule E = mc in het kwadraat.

Materie en antimaterie

De protonen en elektronen waaruit het universum bestaat, hebben neefjes uit de spiegelbeeld die antiprotons en positronen worden genoemd ; deze deeltjes hebben dezelfde massa maar tegengestelde elektrische lading. Interessant is dat wanneer een normaal deeltje botst met zijn antimaterie-tweeling, ze elkaar afwissen en al hun massa in energie veranderen. Vanwege E = mc in het kwadraat is de energie-afgifte enorm. Gelukkig heeft ons universum heel weinig antimaterie, waardoor deze botsingen zeldzaam zijn.

Geschiedenis

Einstein's theorie revolutioneerde de manier waarop mensen het universum bekeken. Het sloot zich aan 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 energie kan massa worden. We begrijpen nu meer over waarom de sterren schijnen, de aard van zwarte gaten en de schepping van het universum dankzij E = mc in het kwadraat. De duistere kant van de formule is het gebruik ervan bij de ontwikkeling van kernwapens. Eigenlijk was het Einstein zelf die aandrong op de ontwikkeling van de eerste atoombom vóór de vijanden in oorlogstijd in Amerika.