E = mc au carré est la formule la plus célèbre en physique. Il est souvent appelé la théorie de l'équivalence énergétique de masse. La plupart des gens savent qu'Albert Einstein l'a développé, mais peu ont une idée de ce que cela signifie. Essentiellement, Einstein est venu avec une relation entre la matière et l'énergie. Son génie réalisait que la matière pouvait être transformée en énergie et en énergie en matière.

Identification

Le «E» de la formule représente l'énergie, mesurée en unités appelées ergs. Le "m" représente la masse en grammes. Le "c" est la vitesse de la lumière mesurée en centimètres par seconde. Lorsque la vitesse de la lumière est multipliée par elle-même (au carré) puis multipliée par la masse, le résultat est un très grand nombre. Cela montre que l'énergie stockée dans une petite quantité de masse est énorme.

Fusion

Une façon de libérer l'énergie dans la masse est que les atomes qui composent cette masse fusionnent ensemble. Cela arrive parfois dans la nature. Par exemple, dans une étoile, deux atomes d'hydrogène peuvent être propulsés ensemble à une vitesse telle que les protons individuels de leurs noyaux fusionnent pour former un atome d'hélium avec deux protons. Le processus transforme environ 7% de la masse d'origine en énergie. Cela peut être calculé avec la formule E = mc au carré. Le processus s'appelle la fusion nucléaire. Nous le voyons dans des dispositifs artificiels comme les accélérateurs de particules et les bombes nucléaires.

Fission

Une autre façon de libérer l'énergie dans la masse est que les atomes de cette masse se séparent. Cela se produit aussi naturellement dans la nature. Par exemple, l'uranium est un élément radioactif. Cela signifie qu'il est en train de s'effondrer. Il y a 92 protons dans son noyau. Tous sont chargés positivement et essayent de s'éloigner les uns des autres. Ceci est similaire à deux aimants avec la même polarité qui se repoussent l'un l'autre. Lorsque les atomes d'uranium perdent des protons, ils deviennent d'autres éléments. Lorsque vous additionnez le poids du nouveau noyau avec celui des protons éjectés, le résultat est légèrement plus léger que l'atome d'uranium d'origine. La masse perdue est transformée en énergie. C'est pourquoi les éléments radioactifs libèrent de la chaleur et de la lumière. C'est ce qu'on appelle la fission nucléaire. L'énergie créée peut aussi être calculée avec la formule E = mc au carré.

Matière et Antimatière

Les protons et les électrons qui composent l'univers ont des cousins ​​"image miroir" appelés antiprotons et positrons ; ces particules ont la même masse mais la charge électrique opposée. Fait intéressant, lorsqu'une particule normale entre en collision avec son jumeau d'antimatière, ils s'épongent, transformant toute leur masse en énergie. En raison de E = mc au carré, la libération d'énergie est énorme. Heureusement, notre univers a très peu d'antimatière, ce qui rend ces collisions rares.

Histoire

La théorie d'Einstein a révolutionné la façon dont les êtres humains voyaient l'univers. Il a rejoint les notions de masse et d'énergie, que l'on pensait auparavant complètement séparées. Einstein a montré que la masse peut être transformée en énergie et que l'énergie peut devenir une masse. Nous comprenons maintenant mieux pourquoi les étoiles brillent, la nature des trous noirs et la création de l'univers grâce à E = mc au carré. Le côté sombre de la formule est son utilisation dans le développement des armes nucléaires. En fait, c'était Einstein lui-même qui a exhorté le développement de la première bombe atomique avant que les ennemis américains de temps de guerre puissent.