HVORDAN ER ENERGI OG SPøRGSMåL DET SAMME?

Send

Som Einstein viste os, lys og stof og bare aspekter af den samme ting. Hvordan bliver den ene den anden?

Albert Einsteins mest berømte ligning siger, at energi og stof er to sider af den samme mønt.
Men hvad betyder det egentlig? Og hvordan er ligninger berømte? Jeg kan godt lide at tro, at ligninger kan være berømte på den måde, et kunstværk, eller en filosofi kan være berømt. Folk kan være opmærksomme på tinget, og alligevel har aldrig interageret med det. De kan forstå, at det er vigtigt, og alligevel ikke forstå, hvorfor det er så vigtigt. Hvilket er lidt for dårligt, da dette virkelig er en dejlig tankebøjende idé.

Oprindelsen af E = mc² ligger i særlig relativitet. Lys har den samme hastighed, uanset hvilken referenceramme du befinder dig i. Uanset hvor du er, eller hvor hurtigt du går. Hvis du stod stille ved siden af vejen og observerede en bil, der kørte med ¾ lyshastighed, ville du se lyset fra deres forlygter rejse væk fra dem med ¼ lysets hastighed.

Men føreren af bilen kunne stadig se, at lyset bevæger sig foran dem med lysets hastighed. Dette er kun muligt, hvis deres tid ser ud til at gå langsommere i forhold til dig, og du og menneskene i bilen ikke længere kan blive enige om, hvor lang tid et sekund vil tage at passere.

Så det ser ud til, at lyset bevæger sig langsomt væk fra dem, men når de oplever ting langsommere, bliver det hele ud. Dette påvirker også deres tilsyneladende masse. Hvis de træder på gassen, vil de fremskynde langsommere, end du ville forvente. Det er som om bilen har mere masse end du forventer. Så relativitet kræver, at jo hurtigere et objekt bevæger sig, jo mere masse ser det ud til at have. Det betyder, at en eller anden måde en del af energien i bilens bevægelse ser ud til at omdanne til masse. Derfor er oprindelsen af Einsteins ligning. Hvordan sker det? Vi ved ikke rigtig. Vi ved kun, at det gør det.

Den samme effekt opstår med kvantepartikler og ikke kun med lys. Et neutron kan for eksempel forfalde til en proton, elektron og anti-neutrino. Massen af disse tre partikler er mindre end massen af et neutron, så de får hver også energi. Så energi og stof er virkelig den samme ting. Helt udskiftelig. Og endelig: Selvom energi og masse er relateret gennem særlig relativitet, er masse og rum relateret gennem generel relativitet. Du kan definere en hvilken som helst masse ved en afstand kendt som dens Schwarzschild-radius, som er radien for et sort hul i den masse. Så på en måde er energi, stof, rum og tid alle aspekter af den samme ting.

Hvad synes du? Ligesom E = mc², hvad er den mest berømte idé, du kan tænke på i fysik?

Og hvis du kan lide det, du ser, så kom og se vores Patreon-side og find ud af, hvordan du kan få disse videoer tidligt, mens du hjælper os med at give dig mere godt indhold!