Comme Einstein nous l'a montré, la lumière et la matière et juste des aspects de la même chose. Comment l'un devient-il l'autre?
L'équation la plus célèbre d'Albert Einstein dit que l'énergie et la matière sont les deux faces d'une même médaille.
Mais qu'est-ce que cela signifie réellement? Et comment les équations sont-elles célèbres? J'aime à croire que les équations peuvent être célèbres dans la façon dont une œuvre d'art ou une philosophie peuvent être célèbres. Les gens peuvent avoir conscience de la chose, et pourtant ils n'ont jamais interagi avec. Ils peuvent comprendre que c'est important et ne pas comprendre pourquoi c'est si important. Ce qui est un peu dommage, car c'est vraiment une belle idée de réflexion.
L'origine de E = mc2 réside dans la relativité restreinte. La lumière a la même vitesse, quel que soit le cadre de référence dans lequel vous vous trouvez. Peu importe où vous êtes ou à quelle vitesse vous allez. Si vous vous teniez immobile au bord de la route et que vous observiez une voiture roulant à ¾ vitesse de la lumière, vous verriez la lumière de leurs phares s'éloigner d'eux à ¼ de la vitesse de la lumière.
Mais le conducteur de la voiture verrait toujours que la lumière se déplaçait devant eux à la vitesse de la lumière. Cela n'est possible que si leur temps semble ralentir par rapport à vous, et que vous et les personnes dans la voiture ne pouvez plus vous entendre sur le temps qu'il faudrait à une seconde pour passer.
La lumière semble donc s'éloigner d'eux plus lentement, mais au fur et à mesure qu'ils expérimentent les choses, tout s'évanouit. Cela affecte également leur masse apparente. S'ils marchent sur le gaz, ils accéléreront plus lentement que vous ne le pensez. C'est comme si la voiture avait plus de masse que ce à quoi vous vous attendiez. La relativité nécessite donc que plus un objet se déplace rapidement, plus il semble avoir de masse. Cela signifie qu’une partie de l’énergie du mouvement de la voiture semble se transformer en masse. D'où l'origine de l'équation d'Einstein. Comment cela se produit-il? Nous ne savons pas vraiment. Nous savons seulement que c'est le cas.
Le même effet se produit avec les particules quantiques, et pas seulement avec la lumière. Un neutron, par exemple, peut se désintégrer en proton, électron et anti-neutrino. La masse de ces trois particules est inférieure à la masse d'un neutron, elles obtiennent donc également de l'énergie. Donc, l'énergie et la matière sont vraiment la même chose. Complètement interchangeable. Et enfin, bien que l'énergie et la masse soient liées par la relativité restreinte, la masse et l'espace sont liés par la relativité générale. Vous pouvez définir n'importe quelle masse par une distance connue sous le nom de rayon de Schwarzschild, qui est le rayon d'un trou noir de cette masse. D'une certaine manière, l'énergie, la matière, l'espace et le temps sont tous des aspects de la même chose.
Qu'est-ce que tu penses? Comme E = mc2, quelle est l'idée la plus célèbre à laquelle vous pouvez penser en physique?
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