Energie en materie zijn één. Zie meer bliksemfoto's. Philip en Karen Smith/Iconica/Getty Images

Einsteins vergelijking E=mc² komt overal voor, van baseballcaps tot bumperstickers. Het is zelfs de titel van een Mariah Carey-album uit 2008. Maar wat betekent de beroemde vergelijking van Albert Einstein eigenlijk?

Voor starters, de E betekent energie en de m betekent massa- , een meting van de hoeveelheid materie. Energie en materie zijn inwisselbaar. Verder, het is essentieel om te onthouden dat er een bepaalde hoeveelheid energie/materie in het universum is.

Als je ooit het kinderboek van Dr. Seuss "The Sneetches, "je herinnert je waarschijnlijk nog hoe de gele, vogelachtige karakters in het verhaal gaan door een machine om heen en weer te wisselen tussen "sterbuikige snotters" en "plain-bellied sneetches". Het aantal snitches blijft gedurende het hele verhaal constant, maar de verhouding tussen platbuik en sterbuik verandert. Zo is het ook met energie en materie. Het totaal blijft constant, maar energie verandert regelmatig van vorm in materie en materie in energie.

Nu komen we bij het c²-gedeelte van de vergelijking, die hetzelfde doel dient als de star-on en star-off machines in "The Sneetches." De C staat voor de lichtsnelheid , een universele constante, dus de hele vergelijking komt hierop neer:energie is gelijk aan materie vermenigvuldigd met de lichtsnelheid in het kwadraat.

Waarom zou je materie moeten vermenigvuldigen met de snelheid van het licht om energie te produceren? De reden is dat energie, of het nu lichtgolven of straling zijn, reist met de snelheid van het licht. Dat komt neer op 186, 000 mijl per seconde (300, 000 kilometer per seconde). Wanneer we een atoom splitsen in een kerncentrale of een atoombom, de resulterende energie komt vrij met de snelheid van het licht.

Maar waarom is de lichtsnelheid in het kwadraat? De reden is dat kinetische energie , of de energie van beweging, is evenredig met de massa. Als je een object versnelt, de kinetische energie neemt toe met de snelheid in het kwadraat. Een uitstekend voorbeeld hiervan vind je in elke rijschoolhandleiding:als je je snelheid verdubbelt, de remweg is vier keer langer, dus de remweg is gelijk aan de snelheid in het kwadraat [bron:UNSW Physics:Einsteinlight].

De snelheid van het licht in het kwadraat is een kolossaal getal, illustreert hoeveel energie er zelfs in kleine hoeveelheden materie zit. Een bekend voorbeeld hiervan is dat 1 gram water -- als de hele massa via E=mc² zou worden omgezet in pure energie -- evenveel energie bevat als 20, 000 ton (18, 143 ton) TNT explodeert. Daarom kan zo'n kleine hoeveelheid uranium of plutonium zo'n enorme atoomexplosie veroorzaken.

Einstein's vergelijking opende de deur voor tal van technologische vooruitgang, van kernenergie en nucleaire geneeskunde tot de innerlijke werking van de zon. Het laat ons zien dat materie en energie één zijn.

Verken de links op de volgende pagina om nog meer te weten te komen over de theorieën van Einstein.

Oorspronkelijk gepubliceerd:14 september 2010

Einsteins formule

Wat betekent de vergelijking van Einstein eigenlijk?

Die materie en energie zijn hetzelfde -- zolang de materie maar reist met de snelheid van het kwadraat van het licht. Dit laatste is een enorm aantal en laat zien hoeveel energie er zelfs in kleine hoeveelheden materie zit. Daarom kan een kleine hoeveelheid uranium of plutonium zo'n enorme atoomexplosie veroorzaken. Einstein's vergelijking opende de deur voor tal van technologische vooruitgang, van kernenergie en nucleaire geneeskunde tot inzicht in de innerlijke werking van de zon

Waarom kunnen we niet met de snelheid van het licht reizen?

De theorie van Einstein voorspelt dat wanneer een massa materie wordt vermenigvuldigd met een kwadraat van de lichtsnelheid, het geeft enorme energie af. Echter, voor ons om met zulke hoge snelheden te bewegen, we zouden een oneindige hoeveelheid energie nodig hebben, wat niet mogelijk is.

Is E=mc2 dimensioneel correct?

Ja. Wanneer massa en lichtsnelheid in het kwadraat worden vermenigvuldigd, ze geven dezelfde eenheid als die van energie - Joules. Dus, E=mc2 is dimensionaal correct.

Veel meer informatie

gerelateerde artikelen

• Hoe de speciale relativiteitstheorie werkt
• Hoe 'Baby Einstein' werkt
• Hoe het brein van Albert Einstein werkte
• Wat is zwaartekracht?

Meer geweldige links

• Albert Einstein Online

bronnen

• "E =mc²:Wat betekent het, en waar kwam de vergelijking vandaan?" UNSW Physics:Einsteinlight. (3 september, 2010) http://www.phys.unsw.edu.au/einsteinlight/jw/module5_equations.htm
• vogelaar, Michaël. "Speciale relativiteitstheorie." Galileo en Einstein. 3 maart, 2008. (2 september, 2010) http://galileoandeinstein.physics.virginia.edu/lectures/spec_rel.html
• "Gravitational Lensing:astronomen benutten de telescoop van Einstein." Wetenschap Dagelijks. 24 februari 2009. (9 aug. 2010) http://www.sciencedaily.com/releases/2009/02/090220172053.htm
• Knierim, Thomas. "Relativiteit." Het grote uitzicht. 10 juni 2010. (2 september, 2010) http://www.thebigview.com/spacetime/relativity.html
• Licht man, Alan. "Relativiteit en de kosmos." NOVA. Juni 2005. (2 sept. 2010) http://www.pbs.org/wgbh/nova/einstein/relativity/
• Lipson, Eduard. "Lezing 17:Speciale Relativiteit." Syracuse Universiteit. (14 juli, 2010) http://physics.syr.edu/courses/PHY106/Slides/PPT/Lec17-Special-Relativity_2.pdf
• "Relativiteit." Wereldboek bij NASA. 29 november, 2007. (2 september, 2010) http://www.nasa.gov/worldbook/relativity_worldbook.html
• Ryden, Barbara. "Speciale relativiteitstheorie." Afdeling Astronomie van de Ohio State University. 10 februari 2003. (2 september, 2010) http://www.astronomy.ohio-state.edu/~ryden/ast162_6/notes23.html
• Tyson, Pieter. "De erfenis van E =mc²." NOVA. Juni 2005. (3 september, 2010) http://www.pbs.org/wgbh/nova/einstein/legacy.html
• Whitlock, Laura en Tim Kalman. "Wat betekent E=mc²?" NASA:Vraag een natuurkundige? 1 december 2005. (3 september, 2010)