E = mc quadrato è la formula più famosa in fisica. Viene spesso definito come la teoria dell'equivalenza dell'energia di massa. La maggior parte delle persone sa che Albert Einstein lo ha sviluppato, ma pochi hanno idea di cosa significhi. Essenzialmente, Einstein ha avuto una relazione tra materia ed energia. Il suo genio si stava rendendo conto che la materia può essere trasformata in energia ed energia in materia.

Identificazione

La "E" nella formula indica energia, misurata in unità chiamate erg. La "m" rappresenta la massa in grammi. La "c" è la velocità della luce misurata in centimetri al secondo. Quando la velocità della luce viene moltiplicata per se stessa (al quadrato) e quindi moltiplicata per la massa, il risultato è un numero molto grande. Dimostra che l'energia immagazzinata in anche una piccola quantità di massa è enorme.

Fusion

Un modo per liberare l'energia in massa è per gli atomi che costituiscono quella massa per fondere insieme. Questo succede a volte in natura. Per esempio, all'interno di una stella, due atomi di idrogeno possono essere spinti insieme a una velocità tale che i singoli protoni nei loro nuclei si fondono insieme per formare un atomo di elio con due protoni. Il processo trasforma in energia circa il 7% della massa originale. Questo può essere calcolato con la formula E = mc al quadrato. Il processo è chiamato fusione nucleare. Lo vediamo nei dispositivi artificiali come gli acceleratori di particelle e le bombe nucleari.

Fissione

Un altro modo per liberare l'energia in massa è che gli atomi all'interno di quella massa si separino. Questo si verifica anche naturalmente in natura. Ad esempio, l'uranio è un elemento radioattivo. Ciò significa che sta andando a pezzi. Ci sono 92 protoni nel suo nucleo. Tutti loro sono carichi positivamente e cercano di allontanarsi l'uno dall'altro. Questo è simile a due magneti con la stessa polarità che si respingono a vicenda. Quando gli atomi di uranio perdono i protoni diventano altri elementi. Quando si sommano il peso del nuovo nucleo con quello dei protoni espulsi, il risultato è leggermente più leggero dell'atomo di uranio originale. La massa perduta viene trasformata in energia. Questo è il motivo per cui gli elementi radioattivi rilasciano calore e luce. Questo è chiamato fissione nucleare. L'energia creata può anche essere calcolata con la formula E = mc al quadrato.

Materia e antimateria

I protoni e gli elettroni che compongono l'universo hanno cugini di "immagine speculare" chiamati antiprotoni e positroni ; queste particelle hanno la stessa massa ma una carica elettrica opposta. È interessante notare che quando una particella normale si scontra con il suo gemello di antimateria, si cancellano a vicenda, trasformando tutta la loro massa in energia. A causa di E = mc al quadrato, il rilascio di energia è enorme. Fortunatamente, il nostro universo ha pochissima antimateria, rendendo queste collisioni rare.

Storia

La teoria di Einstein ha rivoluzionato il modo in cui gli esseri umani hanno visto l'universo. Si unì alle nozioni di massa ed energia, che in precedenza si pensava fossero completamente separate. Einstein ha dimostrato che la massa può essere trasformata in energia e l'energia può diventare massa. Ora capiamo di più sul perché le stelle brillano, sulla natura dei buchi neri e sulla creazione dell'universo grazie a E = mc al quadrato. Il lato oscuro della formula è il suo uso nello sviluppo di armi nucleari. In effetti, fu proprio Einstein a sollecitare lo sviluppo della prima bomba atomica prima che i nemici di guerra americani potessero.