Madde ve enerji arasındaki ilişki ışık hızıyla tarafından, görelilik teorisine göre verilir. Albert Einstein, 1905'te bu hipotezi önermede öncüydü. Einstein'ın göreceli teorisi, madde ve enerjiyi aşağıdaki denklem aracılığıyla ilişkilendirir: E = M x C 2 ; burada E: Enerji, M: Kütle ve C: ışık hızı, ikincisinin tahmini değeri 300.000.000 m / s'dir.
Einstein'ın formülüne göre, eşdeğer enerji (E), bir cismin kütlesi (m) ile ışık hızının karesi çarpılarak hesaplanabilir. Buna karşılık, ışığın karesi 9 x 10 16 m / s'ye eşittir , bu da kütle ile enerji arasındaki ilişkinin son derece yüksek bir çarpma faktörüyle orantılı olduğu anlamına gelir.
Bir cismin kütlesindeki değişim, dönüşüm sürecinden çıkan enerji ile doğru orantılıdır ve ışık hızının karesiyle ters orantılıdır.
Işık hızı birkaç basamakla verildiği için, Einstein'ın formülü, küçük kütleli hareketsiz bir cisim olmasına rağmen, kemerinin altında önemli miktarda enerjiye sahip olduğunu belirtir.
Bu dönüşüm çok dengesiz bir oranda gerçekleşir: Başka bir duruma dönüştürülen 1 kg madde için 9 x 10 16 Joule enerji elde edilir. Bu, nükleer santrallerin ve atom bombalarının çalışma prensibidir.
Bu tür bir dönüşüm, bir sistemin, vücudun iç enerjisinin bir kısmının termal enerji veya ışıma ışığı şeklinde değiştiği bir enerji dönüşüm işlemini gerçekleştirmesini mümkün kılar. Bu süreç, sırayla, bir kütle kaybını da içerir.
Örneğin, ağır bir elementin (uranyum gibi) çekirdeğinin daha az toplam kütleye sahip iki parçaya bölündüğü nükleer fisyon sırasında, kütle farkı enerji şeklinde dışarıya salınır.
Atomik seviyede kütlenin değişmesi önemlidir, bu da maddenin vücutta değişmez bir nitelikte olmadığını ve bu nedenle maddenin enerji şeklinde dışarıya salındığında "yok olabileceğini" gösterir.
Bu fiziksel ilkelere göre kütle, bir parçacığın hareket ettiği hızın bir fonksiyonu olarak artar. Göreli kütle kavramı buradan gelir.
Bir eleman hareket halinde ise, başlangıçtaki enerji değeri (hareketsiz haldeki enerji) ile vücut hareket halindeyken sahip olduğu enerji değeri arasında bir fark oluşur.
Benzer şekilde, Einstein'ın göreceli teorisi göz önüne alındığında, vücudun kütlesinde de bir varyasyon meydana gelir: Hareket halindeki bedenin kütlesi, hareketsiz haldeki bedenin kütlesinden daha büyüktür.
Hareketsiz haldeki cismin kütlesi, aşırı koşullar altında bile değerini değiştirmediği için içsel veya değişmez kütle olarak da adlandırılır.
Madde, gözlemlenebilir evrenin bütünlüğünü oluşturan maddi özdür ve enerji ile birlikte her iki unsur da tüm fiziksel olayların temelini oluşturur.
Einstein'ın görelilik teorisinde ifade edilen madde ve enerji arasındaki ilişki, 20. yüzyılın başında modern fiziğin temellerini atıyor.
Referanslar
- De la Villa, D. (2011). Madde ve enerji ilişkisi. Lima, Peru. Kurtarıldı: micienciaquimica.blogspot.com.
- Encyclopædia Britannica, Inc. (2017). Önemli olmak. Londra, Ingiltere. Britannica.com'dan kurtarıldı.
- Einsten'in denklemi (2007). Madrid, İspanya. Kurtarıldı: Sabercurioso.es.
- Strassler, M. (2012). Kütle ve enerji. New Jersey, ABD. Profmattstrassler.com adresinden kurtarıldı.
- Wikipedia, The Free Encyclopedia (2017). Kütle ve enerji arasındaki eşdeğerlik. Es.wikipedia.org adresinden kurtarıldı.