هم ارزی جرم و انرژی

فرهنگستان زبان و ادب

{mass-energy equivalence} [فیزیک] اصلی که بنا بر آن انرژی و جِرم می توانند به هم تبدیل شوند

دانشنامه عمومی

در فیزیک، معادله جرم - انرژی یکی از فرمول های مهم و اساسی فیزیک است. این فرمول توسط دانشمند معروف و بزرگ آلمانی آلبرت اینشتین کشف و ثبت شده است. این فرمول بیانگر این است که مقدار انرژی موجود در هر ماده ( ژول ) برابر است با حاصل ضرب جرم آن جسم ( کیلوگرم ) در مربع سرعت نور.
این فرمول مهم نشان می دهد که یک جسم با جرم بسیار اندک می تواند انرژی بسیار زیادی داشته باشد. E = m c 2 به عبارتی، انرژی برابر است با حاصل ضرب جرم در مربع سرعت نور.
در این فرمول E به معنای انرژی یک سامانه فیزیکی، m جرم سیستم و c سرعت نور در خلاء ( تقریباً ۷۰۰۸۳۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰۰♠۳×۱۰۸ m/s ) می باشد.
از آنجا که سرعت نور در مقایسه با واحدهای روزمره عدد بسیار بزرگی است، این فرمول نشان می دهد که هر مقدار کوچکی از ماده حاوی مقدار بسیار زیادی از انرژی است. مقداری از این انرژی ممکن است به صورت نور و گرما توسط فرایندهای شیمیایی یا هسته ای آزاد شود. همچنین این فرمول بیان می کند که یکاهایی از جرم به یکاهایی از انرژی ( بدون توجه به اینکه کدام یک از سامانه های اندازه گیری بکار رود ) تبدیل می شود.
هم ارزی جرم و انرژی در اصل به عنوان یک پارادوکس در نسبیت خاص بوده که توسط آنری پوانکاره شرح داده شده[ ۱] و اینشتین آن را در سال ۱۹۰۵ در مقالهٔ آیا اینرسی یک جسم به انرژی درونش بستگی دارد؟ ارائه کرده است. [ ۲] اینشتین اولین کسی بود که پیشنهاد داد هم ارزی جرم و انرژی یک اصل کلی بوده و نتیجه ای از تقارن فضا - زمان است.
یکی از نتایج هم ارزی جرم و انرژی این است که اگر یک جسم ایستا ( بی تغییر ) باشد، باز هم مقداری انرژی درونی یا داخلی دارد که به آن انرژی نامتغیر یا انرژی سکون گفته می شود. جرم سکون و انرژی سکون هم ارزند و با یکدیگر متناسب می مانند. وقتی جسمی در حال حرکت ( نسبت به یک ناظر ) است، مقدار کل انرژی اش از انرژی سکون بیشتر می باشد. جرم سکون ( یا انرژی سکون ) یک مقدار خاص در این مورد است زیرا بدون در نظر گرفتن این حرکت ثابت باقی می ماند، حتی در سرعت های شدید یا گرانشِ در نظر گرفته شده در نسبیت خاص و عام؛ بنابراین آن را جرم ثابت نیز می نامند.
توجه شود که در نظریه نسبیت عام، جرم لختی و جرم گرانشی با هم برابر هستند، بنابراین این فرمول بندی برای جرم گرانشی نیز صادق است. همان طور که گفته شد، در اینجا m جرم جسم در حال سکون، است. اما اگر این جسم با سرعت v در حال حرکت باشد آنگاه طبق عامل لورنتز داریم:
عکس هم ارزی جرم و انرژیعکس هم ارزی جرم و انرژیعکس هم ارزی جرم و انرژی
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلف

پیشنهاد کاربران

یک آزمایش فکری - خیالی :
در فکر یا خیال یک کیلو جرم را تصور نمایید که در خلاء ظرف یک ثانیه روی یک سطح و سیع دو بعدی به انرژی تبدیل شود. آن سطح دو بعدی یک مربع خواهد بود که اضلاع آن برابر با سرعت نور یعنی C و مساحت آن C بتوان 2 یعنی ضریب ثابت فرمول اصل هم ارزی جرم و انرژی. حال همان کیلو گرم جرم را در فکر و خیال در خلاء و در یک فضای وسیع سه بُعدی ظرف یک ثانیه به انرژی تبدیل نمایید . آن فضای سه بعدی یک کره خواهد بود و شعاع آن برابر با سرعت نور یعنی C و حجم آن برابر با 4 تقسیم بر 3 ضربدر عدد پی ضربدر C بتوان 3.
...
[مشاهده متن کامل]

نتیجه : این احتمال شاید قریب به یقین باشد که ضریب ثابت اصل هم ارزی جرم و انرژی انشتاین فقط در هندسه دو بعدی یا مسطح صدق می کند و نه در هندسه سه بعدی یا فضایی.

زمانمکان نسبی انشتین به عنوان محتوا در بطن زمان و مکان مطلق نیوتن به عنوان ظرف نگهدارنده محتوا از نوسانات متوالی باز و بسته شدن یا انبساط و انقباض برخوردار است و نه در بیرون یا در ورای آن.
این فقط نیمی از حقیقت است و نیمه دیگر عبارت است از بیزمانی و بیمکانی مطلق و نسبی . مکان و بیمکانی مطلق روی همدیگر همین فضای هندسی سه بعدی اند که در هرکدام از جهان های موازی و مساوی و بیشمار نقش ظرف نگهدارنده محتوا را عهده دار می باشد و از خاصیت الاستیسیتی یا لاستیکی یعنی فرو رفتگی و برآمدگی برخودار است و زمان و بیزمانی مطلق روی همدیگر و هردو از لحاظ طول برابر با زمان پلانک نوسانگر لحظه جاودانه حال می باشند که به عنوان عظیم ترین نیروی موجود در طبیعت یا کیهان دو نقش عمده را عهده دار می باشد ؛ یکی رقم زدن طول عمر موجودات و کیهان و دیگری سوق دادن همه چیز و همه کس بطور وقفه ناپذیر و لحظه به لحظه بسوی آینده. چیزی که ساعت ها به ما نشان می دهند زمان حقیقی و واقعی نمی باشد بلکه تقسیمات قرار دادی طول شبانه روز به ساعت و دقیقه و ثانیه و اجزای ثانیه. ذرات چهار بعدی زمانمکان نسبی انشتاین و ذرات چهار بعدی بیزمانی و بیمکانی نسبی روی همدیگر عبارت اند از نوسانگر های بنیادی هشت بعدی هردو در ابعاد پلانک که واقعیت عینی نیمی از این و نیمی از آن آفریده شده است. در اولین لحظات وقوع مه بانگ و انبساط نطفه داغ کیهانی و کاهش دمای آن ، فقط حدود پنج در صد از آنها در قالب ذرات جرم و انرژی معمولی ریخته شده و بسته بندی گردیده اند و حدود نود و پنج درصد از آنها که قبل از وقوع مه بانگ به شکل هاله ای ضخیم در اطراف نطفه وجود داشته اند، بسته بندی و قالب ریزی نشده و از آن زمان تاکنون بسوی عمق جهان یعنی محیط جهان در حال سقوط آزاد با سرعت شتابدار در حرکت اند و جرم و انرژی معمولی را هم به دنبال خود می کشند و از این طریق شتاب سرعت انبساط آنها افزوده می شود که انگار به شکل نیروی دافعه از مرکز بسوی محیط عمل می کند. در صورتی که نوسانات متوالی باز و بسته شدن یا انبساط و انقباض محتوای کیهان یا جهان یک مکانیزم کاملا خود کار است و برای انجام عمل نوسان به نیرو های جاذبه و دافعه هیچگونه نیازی ندارند. اما نیروی های جاذبه و دافعه ابزار های ریاضی - فیزیکی اند برای توضیح و شرح این مکانیزم خودکار و این پدیده کیهانی به زبان و روش علمی. علت و دلیل اصلی انبساط و انقباض محتوای کیهان یا جهان عبارت است از ریزش یا سقوط جرم و انرژی ( هم معمولی و هم تاریک ) با سرعت شتابدار و چرخشی در اطراف محور هندسی و عمودی از قله بسوی دامنه و یا از راس مخروط کروی شکل ( یا مکعبی و یا به شکل منشور شش ضلعی و هشت سطحی مربع مثل حجره ها یا خانه های روی شان مومی در کندوی زنبور ) بسوی قاعده. کیهان شناسی در ارتباط مستقیم با خود شناسی و انسان شناسی قرار دارد و لذا انسان متفکر و اندیشمند تا نتواند خود را بطور کامل شناسایی نماید و ابعاد انسانی و پنهانی در باطن خودرا کشف به شهود نرساند ، هیچگاه نمی تواند کلیت کیهان یا جهان را شناسایی نماید. منظور از کلیت این است که دانشمندان بدون شناخت خود نمی توانند بدانند که محتوای این جهان قبل از وقوع مه بانگ و پس از وقوع مه بانگ بعدی چگونه بوده و چگونه خواهد بود. کانت فیلسوف بزرگ آلمانی در دوران روشنگری به آیندگان بدرستی اخطار داده است که فعالیت قوه ادراکی خرد یا عقل محض را همیشه در میدان تجربه و در درون محیط و مرز آن محدود نمایند و سعی نکنند که از مرز تجربه پا فرا تر نهند و الا در آنسوی آن مرز با اشباح مواجه خواهند شد و نمی توانند بطور حتم و یقین بدانند که آن اشباح حقیقی اند یا اوهامی. اما امروز در ادامه کلام روشنگرانه کانت می توان گفت که حجم میدان و مرز و محیط تجربه ثابت و پایدار نمی باشند بلکه قابل توسعه و گسترش یا انبساط، لذا عقل محض یا نظری انسان می تواند به عنوان پیش تاز قبل از به نتیجه گیری رسیدن عقل عملی - علمی ، افق های میدان تجربه را به سمت بیرون منبسط نماید، بدون اینکه از آن افق ها پا فرا تر نهد. حالا افق دید تجربی عقل علمی در رشته های نجوم و کیهان شناسی بسوی گذشته به وقوع مه بانگ محدود گردیده است و بسوی آینده فقط از طریق محاسبات احتمالی در حال تعین مرز تجربی است و برای آینده و سرنوشت جهان سه تاریخچه احتمالی را پیش بینی نموده ( الکساندر ولادیمیر فریدمان ) و هنوز نمی تواند با قاطعیت و یقین و اطمینان بداند که کدام یک از این سه سرنوشت که هرکدام از لحاظ علمی ۳۳، ۳۳ درصد یا یک سوم حقیقت دارند، میتواند صددرصد حقیقت داشته باشد. رشته های علمی نجوم و کیهان شناسی هنوز نتوانسته اند که طول عمر کلی کیهان یعنی فاصله زمانی بین دو وحدت دمایی و وقوع دو مه بانگ متوالی را پیش بینی و محاسبه و تعیین نمایند چه رسد به شناخت چگونگی تغییر و تحول و تکامل محتوای جهان پس از وقوع مه بانگ بعدی. علوم نجوم و کیهان شناسی به حق مشغول شناخت جزئیات اند و وظیفه دانشمندان این رشته ها این نیست که بدانند پدیده های دینی مبداء و معاد یعنی چه. اما فیلسوفان و عارفان علمی باید بتوانند که به انسان بگویند که آیا دو داستان عمده ادیان توحیدی - ابراهیمی ؛ یکی بابا آدم و ننه حوا و دیگری آفرینش شش روزه جهان، واقعی و مستند اند و یا دو افسانک تخیلی - توهمی بیش نیستند. و آنگاه داستان حقیقی و واقعی و مستند را برای انسان آینده بسرایند و از همه مهمتر اینکه در طی سرودن یا سرایش ، ریشه فعالیت های خرد یا عقل محض خودرا در میدان تجربه علمی نگه دارند که درخت افکار و اندیشه و خیال آنان میوه های حقیقی و شیرین ارائه دهند و نه میوه های اوهامی و تلخ از نوع معارف دینی و الاهیات و کلام و حکمت و عرفان و تصوف دینی. کلمه خدا فقط به دین تعلق ندارد بلکه هم به علم و هم به تک تک افراد انسانی از زمان پیدایش روی کره زمین و تا پاین انقراض کامل انسان در منظومه شمسی و آنهم بطور مساوی و بدون هیچگونه استثناء و تبعیضی. من اگر در مورد خداوند و حکمت و رحمت و کرم و کار و بار وی سوال داشته باشم، هیچگاه در جهت پاسخ یابی به دینداران مراجعه نخواهم نمود ، زیرا یقین دارم و مطمئنم که هیچکدام از آنان و حتا خود بنیانگذاران آئین ها و ادیان و مخترعین یوغ های سنگین و سبک شرایع آئینی و دینی به انداز ه سر یک سوزن خیاطی به خداوند متعال هیچگونه معرفت حقیقی نداشته و ندارند.
...
[مشاهده متن کامل]

معادل بودن جرم با انرژی، یا E=mc۲، یکی از مشهورترین معادله ها در فیزیک و از مهم ترین نتیجه ها در نظریه نسبیت خاص می باشد. در اینجا m جرم در حال سکون، E انِرژی و c سرعت جهانی نور ( سرعت نور در خلا ) می باشند. این معادله به ما این نتیجه را می دهد که جرم لَختی یک جسم معادل با انرژی درونی آن است. یا به عبارتی انرژی و جرم، قابل تبدیل به یکدیگر هستند.
...
[مشاهده متن کامل]

E = mc2
توجه شود که در نظریه نسبیت عام، جرم لختی و جرم گرانشی با هم برابر هستند، بنابراین این فرمولبندی برای جرم گرانشی نیز صادق است. همانطور که گفته شد، در اینجا m جرم جسم در حال سکون است. اما اگر این جسم با سرعت v در حال حرکت باشد آنگاه داریم:
حال اگر سرعت این جسم بسیار کمتر از سرعت نور باشد آنگاه از معادله بالا به راحتی به دست می آوریم:
که نشان می دهد، انرژی یک جسم متحرک با سرعت بسیار پایین ( که در زندگی روزمره با آنها سر و کار داریم ) به اندازه بیشتر می شود. که این مقدار برای ما آشنا است و همان انرژی جنبشی می باشد که در مکانیک نیوتونی با آن سر و کار داریم.
از این معادله، این پدیده آشکار می شود که جرم بسیاری از اتم ها یا هسته آنها، از مجموع جرم ذرات تشکیل دهنده آنها بیشتر می باشد.

بپرس