L'énergie et la matière ne font qu'un. Voir plus de photos d'éclairs. Philip et Karen Smith/Iconica/Getty Images L'équation d'Einstein E=mc² apparaît sur tout, des casquettes de baseball aux autocollants pour pare-chocs. C'est même le titre d'un album de Mariah Carey en 2008. Mais que signifie réellement la célèbre équation d'Albert Einstein ?
Pour commencer, les E signifie énergie et le m signifie Masse , une mesure de la quantité de matière. L'énergie et la matière sont interchangeables. Par ailleurs, il est essentiel de se rappeler qu'il y a une quantité définie d'énergie/matière dans l'univers.
Si vous avez déjà lu le livre pour enfants du Dr Seuss "The Sneetches, " vous vous souvenez probablement comment le jaune, les personnages ressemblant à des oiseaux de l'histoire passent par une machine pour basculer entre les "sneetches à ventre étoilé" et les "sneetches à ventre plat". Le nombre de sneetches reste constant tout au long de l'histoire, mais le rapport entre ceux à ventre plat et à ventre étoilé change. C'est la même chose avec l'énergie et la matière. Le total général reste constant, mais l'énergie change régulièrement de forme en matière et de matière en énergie.
Nous arrivons maintenant à la partie c² de l'équation, qui sert le même but que les machines star-on et star-off dans "The Sneetches". Les c représente le vitesse de la lumière , une constante universelle, donc toute l'équation se résume à ceci :l'énergie est égale à la matière multipliée par la vitesse de la lumière au carré.
Pourquoi auriez-vous besoin de multiplier la matière par la vitesse de la lumière pour produire de l'énergie ? La raison en est que l'énergie, que ce soit des ondes lumineuses ou des radiations, voyage à la vitesse de la lumière. Cela tombe à 186, 000 milles par seconde (300, 000 kilomètres par seconde). Lorsque nous séparons un atome à l'intérieur d'une centrale nucléaire ou d'une bombe atomique, l'énergie résultante est libérée à la vitesse de la lumière.
Mais pourquoi la vitesse de la lumière est-elle au carré ? La raison en est que énergie cinétique , ou l'énergie du mouvement, est proportionnel à la masse. Lorsque vous accélérez un objet, l'énergie cinétique augmente à hauteur de la vitesse au carré. Vous en trouverez un excellent exemple dans n'importe quel manuel de conduite :si vous doublez votre vitesse, la distance de freinage est quatre fois plus longue, donc la distance de freinage est égale au carré de la vitesse [source :UNSW Physics :Einsteinlight].
La vitesse de la lumière au carré est un nombre colossal, illustrant à quel point il y a de l'énergie dans des quantités même infimes de matière. Un exemple courant est que 1 gramme d'eau - si toute sa masse était convertie en énergie pure via E=mc² - contient autant d'énergie que 20, 000 tonnes (18, 143 tonnes) de TNT explosant. C'est pourquoi une si petite quantité d'uranium ou de plutonium peut produire une explosion atomique aussi massive.
L'équation d'Einstein a ouvert la porte à de nombreuses avancées technologiques, de l'énergie nucléaire et de la médecine nucléaire au fonctionnement interne du soleil. Il nous montre que la matière et l'énergie ne font qu'un.
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Publié à l'origine :14 sept. 2010
