Viele Menschen erkennen nicht, wie viel Energie in der Materie eingeschlossen ist. Der Kern eines jeden Atoms ist ein Ofen intensiver Strahlung, und wenn Sie die Ofentür öffnen, strömt diese Energie aus; oft heftig. Dieser Aspekt der Materie hat jedoch noch etwas inhärenteres, das Wissenschaftlern jahrelang entgangen ist.
Erst mit der Brillanz von Albert Einstein konnten wir diesen Zusammenhang zwischen Masse und Energie vollständig erfassen. E=mc . eingeben2. Diese scheinbar einfache algebraische Formel repräsentiert die Korrelation von Energie zu Materie (Energieäquivalenz einer bestimmten Masse). Viele haben davon gehört, aber nicht viele verstehen, was es bedeutet. Viele Menschen wissen nicht, wie viel Energie in der Materie enthalten ist. In den nächsten Minuten werde ich also versuchen, Ihnen die Größe Ihres persönlichen Äquivalenzpotentials der potentiellen Energie zu vermitteln.
Zuerst müssen wir diese Gleichung auflösen. Was bedeuten die einzelnen Buchstaben? Was sind ihre Werte? Lassen Sie es uns von links nach rechts aufschlüsseln:
Albert Einstein. Bildnachweis: Library of Congress
UNDrepräsentiert die Energie, die wir in Joule messen. Joule ist ein SI-Maß für Energie und wird gemessen als Kilogramm x Quadratmeter pro Sekunde zum Quadrat [kg x m2/S2]. All dies bedeutet im Wesentlichen, dass ein Joule Energie gleich der Kraft ist, die verwendet wird, um ein bestimmtes Objekt 1 Meter in die gleiche Richtung wie die Kraft zu bewegen.
mrepräsentiert die Masse des angegebenen Objekts. Für diese Gleichung messen wir die Masse in Kilogramm (oder 1000 Gramm).
Cstellt die Lichtgeschwindigkeit dar. In einem Vakuum bewegt sich Licht mit einer Geschwindigkeit von 186.282 Meilen pro Sekunde. In der Wissenschaft verwenden wir jedoch das SI (International System of Units), daher verwenden wir Messungen in Metern und Kilometern im Gegensatz zu Fuß und Meilen. Wenn wir also unsere Lichtberechnungen durchführen, verwenden wir 3,00 × 108m/s bzw. 300.000.000 Meter pro Sekunde.
Im Wesentlichen sagt die Gleichung also aus, dass für eine bestimmte Masse (in Kilogramm) die Multiplikation mit der Lichtgeschwindigkeit zum Quadrat (3,00 × 10 .)8)2, erhalten Sie seine Energieäquivalenz (Joule). Also, was bedeutet das? Wie kann ich mich darauf beziehen und wie viel Energie steckt in der Materie? Nun, hier kommt der lustige Teil. Wir sind dabei, ein Experiment durchzuführen.
Dies ist weder eine, für die wir ausgefallene Geräte benötigen, noch benötigen wir dafür ein großes Labor. Alles, was wir brauchen, ist einfache Mathematik und unsere Vorstellungskraft. Bevor ich fortfahre, möchte ich darauf hinweisen, dass ich diese Gleichung in ihrer einfachsten Form verwende. Es gibt viele komplexere Ableitungen dieser Gleichung, die für viele verschiedene Anwendungen verwendet werden. Erwähnenswert ist auch, dass bei der Verschmelzung zweier Atome (z. B. bei der Verschmelzung von Wasserstoff zu Helium im Kern unseres Sterns) nur etwa 0,7% der Masse in Gesamtenergie umgewandelt werden. Für unsere Zwecke brauchen wir uns darüber keine Sorgen zu machen, da ich nur die unglaublichen Energiemengen veranschauliche, die eure Äquivalenz in der Masse ausmachen, und nicht die Verschmelzung eurer gesamten Masse, die sich in Energie verwandelt.
Beginnen wir damit, die Daten zu sammeln, damit wir sie in unsere Gleichung eingeben können. Ich wiege ungefähr 190 Pfund. Da wir in der Wissenschaft SI-Einheiten verwenden, müssen wir dies wiederum von Pfund in Gramm umrechnen. So machen wir das:
1 Josh = 190 Pfund
1 Pfund = 453,6 g
Also 190 lbs × 453,6 g / 1 lbs = 86.184 g
Also 1 Josh = 86.184g
Da unser Maß für E in Joule ist und Joule-Maßeinheiten Kilogramm x Quadratmeter pro Sekunde im Quadrat sind, muss ich meine Masse in Gramm in meine Masse in Kilogramm umrechnen. Das machen wir so:
86,184 g × 1 kg/1000 g = 86,18 kg.
Also 1 Josh = 86,18 kg.
Da ich jetzt die richtige Maßeinheit für Masse habe, können wir die Werte in die Gleichung einsetzen und sehen, was wir erhalten:
E=mc2
E= (86,18 kg) (3,00 × 10 .)8Frau)2
E = 7,76 × 1018J
Das sieht so aus: 7.760.000.000.000.000.000 oder ungefähr 7,8 Septillionen Joule Energie.
Künstlerische Wiedergabe von Energie, die bei einer Explosion freigesetzt wird. Über Pixabay.
Das ist unglaublich viel Energie. Es scheint jedoch immer noch sehr vage zu sein. Was bedeutet diese Zahl? Wie viel Energie ist das wirklich? Nun, lassen Sie uns dieses Experiment fortsetzen und etwas finden, an dem wir dies messen können, um diese Energiemenge für uns zu relativieren.
Lassen Sie uns zunächst unsere Energie in ein äquivalentes Maß umrechnen. Etwas, mit dem wir uns identifizieren können. Wie klingt TNT? Zuerst müssen wir eine gemeinsame Maßeinheit für TNT identifizieren. Die Kilotonne. Jetzt finden wir heraus, wie viele Kilotonnen TNT in 1 Joule sind. Nach ein wenig Recherche fand ich ein Umrechnungsverhältnis, mit dem wir genau das tun können:
1 Joule = 2,39 × 10-13Kilotonnen Sprengstoff. Das bedeutet, dass 1 Joule Energie 0,000000000000239 Kilotonnen TNT entspricht. Das ist eine sehr kleine Zahl. Ein besserer Weg, diese Beziehung zu verstehen, besteht darin, dieses Verhältnis umzudrehen, um zu sehen, wie viele Joule Energie in 1 Kilotonne TNT enthalten sind. 1 Kilotonne TNT = 4,18 × 1012Joule bzw. 4.184.000.000.000 Joule.
Nun, da wir unser Umrechnungsverhältnis haben, machen wir die Rechnung.
1 Josh (E) = 7,76 x 1018J
7,76 x 1018J x 1 kT TNT/ 4,18 x 1012J = 1.856.459 Kilotonnen TNT.
So stellen wir zum Abschluss unseres kleinen Geistesexperiments fest, dass nur ein Mensch ungefähr die Äquivalenz von 1,86 MILLIONEN Kilotonnen TNT an Energie hat. Lassen Sie uns das jetzt relativieren, nur um die enorme Macht zu beleuchten, die diese Äquivalenz wirklich ist.
Die Bombe, die im Zweiten Weltkrieg Nagasaki in Japan zerstörte, war verheerend. Es hat eine Stadt in Sekunden dem Erdboden gleichgemacht und den Krieg im Pazifik beendet. Diese Bombe enthielt ungefähr 21 Kilotonnen Sprengstoff. Das bedeutet also, dass ich, 1 Mensch, 88.403 Mal mehr Sprengkraft in mir habe als eine Bombe, die eine ganze Stadt zerstört hat… und das gilt für jeden Menschen.
Wenn Sie also hören, dass Ihnen jemand sagt, dass Sie echtes Potenzial haben, antworten Sie einfach, dass er keine Ahnung hat….
Wasserstoffbombenexplosion. Bild über Pixabay.