Как на самом деле используется самое известное уравнение Эйнштейна?

Статьи

Есть немного уравнений, которые признаны практически всеми. Большинство из нас не являются учеными, инженерами или математиками, поэтому в нашей жизни нет места уравнениям поля Максвелла или квадратичной формуле. Но иногда уравнения настолько элегантны и глубоки, что находят свое место в народном воображении. Один из таких фрагментов математики — известное со школы уравнение: E = mc².

Это уравнение — краеугольный камень того, что стало известно как «год чудес» Эйнштейна.

В 1905 году Эйнштейн опубликовал четыре новаторские работы по физике и природе реальности. Первая из них была посвящена фотоэлектрическому эффекту и утверждала, что свет состоит из частиц, которые позже были названы фотонами. Вторая работа была посвящена броуновскому движению и подтвердила теорию о том, что материя состоит из атомов. Третья работа была посвящена специальной теории относительности и устанавливала постоянство скорости света. Четвертая работа — та, в которой было сформулировано знаменитое уравнение (по крайней мере, его форма), показывающее взаимосвязь между массой и энергией.

Основы уравнения Эйнштейна

Сэр Исаак Ньютон однажды знаменито сказал: «Если я и видел дальше, то только стоя на плечах гигантов».

Это признание того, что его новаторские идеи основаны на работах мыслителей, которые пришли до него. То же самое можно сказать и об Эйнштейне и его уравнении.

На самом деле, Ньютон предложил эту идею в начале 18 века, когда задал вопрос: «Не превращаются ли грубые тела и свет друг в друга?».

Крупные физики рассматривали вопрос о взаимосвязи энергии и массы в то же время, что и Эйнштейн. В начале 20 века Анри Пуанкаре расширил исследования английского ученого Джона Генри Пойнтинга о сохранении импульса и дошел до такого же уравнения как и у Эйнштейна. Незадолго до «года чудес» австрийский физик Фриц Хазенёрль показал, что энергия имеет массу.

Хотя Эйнштейн был первым, кто совершил интеллектуальный скачок, все части были уже на месте, просто ждали, пока кто-то установит связь.

E=mc² — это окно в лучшее понимание физики

Уравнение Эйнштейна — это не просто инструмент для воздействия на изменения, это окно, позволяющее нам лучше понять физические процессы.

Например, Эйнштейну часто приписывают то, что он опрокинул первую доминошку, которая в итоге привела к созданию атомной бомбы, но ядерная энергия и ядерное оружие появились благодаря усилиям многих ученых, не менее способных, чем Эйнштейн.

  • Вклад E = mc² заключался в понимании того, сколько потенциальной энергии можно получить в реакции деления.
  • Точно так же уравнение Эйнштейна даёт понятие о том, как работает наше солнце и механику ядерного синтеза в целом.
  • E = mc² позволяет ученым приблизительно определить возраст Солнца и количество оставшейся в нем жизни.

Уравнение также необходимо для понимания того, что происходит в физике высокоскоростных частиц, например, в ускорителях частиц. Обычно мы думаем о преобразовании массы в энергию, как в реакциях деления и синтеза. В ускорителях частиц это происходит иначе: двум частицам при разгоне даётся столько энергии, что при их столкновении получается третья.

Оцените статью
Маяк Науки