Mange mennesker ved ikke, hvor meget energi der er inde i materien. Der er dog noget, der er endnu mere iboende ved dette aspekt af materie, som undgik forskere i årevis.
Det var først før Albert Einsteins glans, at vi var i stand til fuldt ud at forstå denne sammenhæng mellem masse og energi. Indtast E = mc2. Denne tilsyneladende enkle algebraiske formel repræsenterer sammenhængen mellem energi og stof (energiækvivalens af enhver given masse). Mange har hørt om det, men ikke så mange forstår, hvad det indebærer. Mange mennesker er ikke klar over, hvor meget energi der er indeholdt i materien. Så i de næste få minutter vil jeg forsøge at formidle dig størrelsen af din egen personlige potentielle energiækvivalens.
Først må vi nedbryde denne ligning. Hvad betyder hver af bogstaverne? Hvad er deres værdier? Lad os nedbryde det fra venstre mod højre:
E repræsenterer energien, som vi måler i Joules. Joules er en SI-måling for energi og måles som kilogram x meter kvadrat pr. Sekund kvadrat [kg x m2/ s2]. Alt dette betyder i det væsentlige, at en Joule af energi er lig med den kraft, der bruges til at bevæge et specifikt objekt 1 meter i samme retning som kraften.
m repræsenterer massen af det specificerede objekt. For denne ligning måler vi masse i kilogram (eller 1000 gram).
c repræsenterer lysets hastighed. I et vakuum bevæger lys sig 186.282 miles per sekund. I videnskaben bruger vi imidlertid SI (International System of Units), derfor bruger vi målinger på meter og kilometer i modsætning til fødder og miles. Så hver gang vi laver vores beregninger for lys, bruger vi 3,00 × 108m / s, eller rettere 300.000.000 meter per sekund.
Så ligningen, som ligningen siger, er, at for en bestemt mængde masse (i kg), hvis du multiplicerer den med hastigheden på det kvadratiske lys (3,00 × 108)2, får du dens energiækvivalens (Joules). Så hvad betyder dette? Hvordan kan jeg forholde mig til dette, og hvor meget energi er der i materien? Nå, her kommer den sjove del. Vi er ved at udføre et eksperiment.
Dette er ikke et, som vi har brug for fancy udstyr til, og det er heller ikke det, som vi har brug for et stort laboratorium til. Alt hvad vi har brug for er simpel matematik og vores fantasi. Før jeg fortsætter, vil jeg gerne påpege, at jeg bruger denne ligning i dens mest basale form. Der er mange mere komplekse derivater af denne ligning, der bruges til mange forskellige applikationer. Det er også værd at nævne, at når to atomer smelter sammen (som f.eks. Brintfusion til Helium i kernen af vores stjerne), omdannes kun ca. 0,7% af massen til total energi. Til vores formål behøver vi ikke bekymre os om dette, da jeg blot illustrerer de utrolige mængder energi, der udgør din ækvivalens i masse, ikke illustrerer fusionen af al din masse, der omdannes til energi.
Lad os begynde med at indsamle dataene, så vi kan indtaste dem i vores ligning. Jeg vejer omtrent 190 pund. Igen, når vi bruger SI-enheder i videnskab, er vi nødt til at konvertere dette fra pund til gram. Sådan gør vi:
1 Josh = 190 kg
1 lbs = 453,6 g
Så 190 kg x 453,6 g / 1 pund = 86,184 g
Så 1 Josh = 86,184g
Da vores måling for E er i Joules, og Joule måleenheder er kilogram x meter kvadrat pr. Sekund i kvadrat, er jeg nødt til at konvertere min masse i gram til min masse i kilogram. Vi gør det på denne måde:
86,184 g × 1 kg / 1000 g = 86,18 kg.
Så 1 Josh = 86,18 kg.
Nu hvor jeg er i den rigtige måleenhed for masse, kan vi sætte værdierne i ligningen og se, hvad vi får:
E = mc2
E = (86,18 kg) (3,00 × 108Frk)2
E = 7,76 × 1018 J
Det ser sådan ud: 7.760.000.000.000.000.000 eller cirka 7,8 septillioner Joules energi.
Dette er en utrolig stor mængde energi. Det ser dog stadig meget vagt ud. Hvad betyder dette tal? Hvor meget energi er det egentlig? Lad os fortsætte dette eksperiment og finde noget, vi kan måle dette imod, for at hjælpe med at sætte denne mængde energi i perspektiv for os.
Lad os først konvertere vores energi til en tilsvarende måling. Noget vi kan forholde os til. Hvordan lyder TNT? Først skal vi identificere en fælles måleenhed for TNT. Kilotonet. Nu finder vi ud af, hvor mange kilo TNT der er i 1 Joule. Efter at have lavet en smule søgning fandt jeg et konverteringsforhold, der lader os gøre netop dette:
1 Joule = 2,39 × 10-13 kiloton sprængstoffer. Det betyder, at 1 Joule energi er lig med .000000000000239 kg TNT. Det er et meget lille antal. En bedre måde at forstå dette forhold er at vende dette forhold rundt for at se, hvor mange Joules energi der er i 1 kilo TNT. 1 kilo TNT = 4,18 × 1012 Joules eller snarere 4.184.000.000.000 Joules.
Nu hvor vi har vores konverteringsforhold, så lad os lave regnestykket.
1 Josh (E) = 7,76 x 1018 J
7,76 x 1018 J x 1 kT TNT / 4,18 x 1012 J = 1.856.459 kg TNT.
Således afslutter vi vores lille sindseksperiment, finder vi, at bare et menneske omtrent er ækvivalensen af 1,86 MILION kiloton TNT værd af energi. Lad os nu sætte det i perspektiv, bare for at belyse den enorme mængde magt, som denne ækvivalens virkelig er.
Bomben, der ødelagde Nagasaki i Japan under 2. verdenskrig, var ødelæggende. Det nivellerede en by på få sekunder og bragte krigen i Stillehavet tæt på. Denne bombe var ca. 21 kilo sprængstoffer. Så det betyder, at jeg, 1 menneske, har 88.403 gange mere eksplosiv energi i mig end en bombe, der ødelagde en hel by ... og det gælder for ethvert menneske.
Så når du hører nogen fortælle dig, at du har et reelt potentiale, skal du bare svare at de ikke har nogen idé….
