Come ci ha mostrato Einstein, luce e materia e solo aspetti della stessa cosa. La materia è solo luce congelata. E la luce è materia in movimento. Come si diventa l'altro?
L'equazione più famosa di Albert Einstein dice che energia e materia sono due facce della stessa medaglia.
Ma cosa significa veramente? E come sono famose le equazioni? Mi piace credere che le equazioni possano essere famose nel modo in cui un'opera d'arte, o una filosofia può essere famosa. Le persone possono avere consapevolezza della cosa, eppure non hanno mai interagito con essa. Possono capire che è importante, e tuttavia non capire perché è così significativo. Il che è un po' un peccato, perché questa è davvero un'idea adorabile che piega la mente.
L'origine di E=mc2risiede nella relatività ristretta. La luce ha la stessa velocità indipendentemente dal quadro di riferimento in cui ti trovi. Non importa dove ti trovi o quanto velocemente stai andando. Se fossi fermo sul ciglio della strada e osservassi un'auto che viaggia a ¾ della velocità della luce, vedresti la luce dei fari che si allontana da loro a della velocità della luce.
Ma il conducente dell'auto vedrebbe comunque che la luce si muove davanti a loro alla velocità della luce. Questo è possibile solo se il loro tempo sembra rallentare rispetto a te e tu e le persone in macchina non potete più concordare su quanto tempo impiegherebbe un secondo a passare.
La famosa equazione di Einstein. Immagine tramite Pixabay.
Quindi la luce sembra allontanarsi da loro più lentamente, ma mentre sperimentano le cose più lentamente, tutto si uniforma. Ciò influisce anche sulla loro massa apparente. Se danno gas, accelereranno più lentamente di quanto ti aspetteresti. È come se l'auto avesse più massa di quanto ti aspetti. Quindi la relatività richiede che più velocemente un oggetto si muova, più massa sembra avere. Ciò significa che in qualche modo parte dell'energia del movimento dell'auto sembra trasformarsi in massa. Da qui l'origine dell'equazione di Einstein. Come succede? Non lo sappiamo davvero. Sappiamo solo che lo fa.
Lo stesso effetto si verifica con le particelle quantistiche, e non solo con la luce. Un neutrone, per esempio, può decadere in un protone, un elettrone e un antineutrino. La massa di queste tre particelle è inferiore alla massa di un neutrone, quindi anche ciascuna di esse riceve un po' di energia. Quindi energia e materia sono davvero la stessa cosa. Completamente intercambiabile. E infine, sebbene energia e massa siano in relazione mediante la relatività ristretta, massa e spazio sono in relazione con la relatività generale. Puoi definire qualsiasi massa in base a una distanza nota come raggio di Schwarzschild, che è il raggio di un buco nero di quella massa. Quindi, in un certo senso, energia, materia, spazio e tempo sono tutti aspetti della stessa cosa.
Cosa ne pensi? Come E=mc2, qual è l'idea più famosa che ti viene in mente in fisica?
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