Energia e materia sono una cosa sola. Guarda altre foto di fulmini. Philip e Karen Smith/Iconica/Getty Images L'equazione di Einstein E=mc² compare su tutto, dai cappellini da baseball agli adesivi per paraurti. È persino il titolo di un album di Mariah Carey del 2008. Ma cosa significa veramente la famosa equazione di Albert Einstein?
Per i principianti, il E sta per energia e il m sta per messa , una misura della quantità di materia. Energia e materia sono intercambiabili. Per di più, è essenziale ricordare che c'è una determinata quantità di energia/materia nell'universo.
Se hai mai letto il libro per bambini del Dr. Seuss "The Sneetches, "probabilmente ti ricordi come il giallo, i personaggi simili a uccelli della storia passano attraverso una macchina per cambiare avanti e indietro tra "sneetches ventre stellati" e "sneetches panciuti". Il numero di sneetches rimane costante per tutta la storia, ma cambia il rapporto tra quelli con il ventre liscio e quelli con il ventre stellato. È lo stesso con l'energia e la materia. Il totale complessivo rimane costante, ma l'energia cambia regolarmente forma in materia e materia in energia.
Ora stiamo arrivando alla parte c² dell'equazione, che ha lo stesso scopo delle macchine per accendere e spegnere le stelle in "The Sneetches". Il C sta per velocità della luce , una costante universale, quindi l'intera equazione si riduce a questo:l'energia è uguale alla materia moltiplicata per la velocità della luce al quadrato.
Perché dovresti moltiplicare la materia per la velocità della luce per produrre energia? La ragione è che l'energia, siano onde luminose o radiazioni, viaggia alla velocità della luce. Che si riduce a 186, 000 miglia al secondo (300, 000 chilometri al secondo). Quando dividiamo un atomo all'interno di una centrale nucleare o di una bomba atomica, l'energia risultante viene rilasciata alla velocità della luce.
Ma perché la velocità della luce è al quadrato? Il motivo è che energia cinetica , o l'energia del movimento, è proporzionale alla massa. Quando acceleri un oggetto, l'energia cinetica aumenta al quadrato della velocità. Troverai un eccellente esempio di ciò in qualsiasi manuale di istruzione del conducente:se raddoppi la velocità, lo spazio di frenata è quattro volte più lungo, quindi la distanza di frenata è uguale alla velocità al quadrato [fonte:UNSW Physics:Einsteinlight].
La velocità della luce al quadrato è un numero colossale, illustrando quanta energia c'è anche in piccole quantità di materia. Un esempio comune di ciò è che 1 grammo di acqua - se la sua intera massa fosse convertita in pura energia tramite E=mc² - contiene tanta energia quanto 20, 000 tonnellate (18, 143 tonnellate) di tritolo che esplode. Ecco perché una quantità così piccola di uranio o plutonio può produrre un'esplosione atomica così massiccia.
L'equazione di Einstein ha aperto la porta a numerosi progressi tecnologici, dall'energia nucleare e dalla medicina nucleare ai meccanismi interni del sole. Ci mostra che materia ed energia sono una cosa sola.
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Pubblicato originariamente:14 settembre 2010
