爱因斯坦是怎么知道物体质量中隐藏着巨大能量的?

“质”和“能”
在传统的认知中 , 质量和能量是两种完全不同的关系 , 可以说“八竿子打不着” , 能量是某种虚幻的概念 , 而质量是一个物体的重量 , 虽然物体在移动时会产生动能和势能 , 但是两者之间很疏远 。
可是在狭义相对论中 , 重新定义了定律和质量之间的关系 , 确定了两者之间存在当量关系 , 当物体的能量为M时 , C表示为光速 , 那么能量为:
爱因斯坦是怎么知道物体质量中隐藏着巨大能量的?】这个公式就是著名的“质能方程” , 这个方程有多厉害 , 为什么能量等于质量成语光速的平方呢?
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爱因斯坦的相对论是一个“颠覆性”的理论 , 不论是狭义相对论还是广义相对论 , 都颠覆了人类的传统认知 , 如果说牛顿的理论体系塑造了经典力学的物理学大厦 , 爱因斯坦的理论就是对这个大厦不合理的地方进行了翻修和更改 。
质量方程指出质量就是能量 , 能量就是质量 , 质量和能量之间的转变就是物体性质的不同体现 , 换句话来说 , 质量和能量其实并不是转化 , 因为对于物体本身来说 , 质量和能量之间没有差别 , 一个物体在获得外界能量的时候 , 它的质量也会随之增加 。
质能方程的重要意义
首先质能方程告诉我们 , 一个静止的物体也具备能量 , 这个能量是物体固有的能量 , 并且物体质量具备的能量强度超乎我们的想象 , 只不过在正常状态下 , 物体的质量是无法变成能量的 。 其次 , 质量也可以转化为能量 , 核聚变和核裂变就是一个把质量转变为能量的过程 , 任何核反应都必须遵从质能方程 。
这里有一个很意思的概念 , 我们都知道宇宙中的能量守恒 , 既然质量和能量存在一定的当量关系 , 是否质量也是守恒的呢?其实 , 宇宙中的质量也是守恒的 , 只不过万物都在运动 , 运动的过程中质量也在不断的转化 。
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物体的质量是守恒的 , 只不过这里的守恒指的是宇宙中的总量 , 正是因为质量和能量可以相互转化 , 才更能证明能量守恒定律 , 比如说500克的煤炭燃烧后 , 留下的灰烬可能只有100克不到 , 质量并不是凭空消失了 , 而是转化为热量和其他气体转移走了 。
太阳内部的核反应也是如此 , 虽然核反应要消耗掉一定的质量 , 但是这些质量转化为了各种粒子 , 射线 , 还有光子 , 其实仍然是相等的 , 只不过物体的性质和形态发生了变化而已 , 质能方程的强大之处就在于可以准确地描述质量和能量之间的转换 , 让我们计算出能量和质量的当量关系 。
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6-3=6 , 这个式子很好地表现出了质能方程的宇宙哲学 , 在宇宙中一切物质和能量都是守恒的 , 表面上数量和质量发生了变化 , 但是对于宇宙本身来说 , 其实能量的总量没有发生变化 , 一切都源自于138.2亿年前的宇宙大爆炸 , 可见物质的演化和转变 , 其实只是宇宙演化的很小一部分 , 宇宙真正的主体是“暗能量”和“暗物质” 。
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暗物质和暗能量才是宇宙的“主角” , 只不过人类现在的科技还不够发达 , 对暗能量和暗物质的研究还不够深入 , 暗能量是推动宇宙膨胀的主要动力 , 暗物质就像是胶水一样把宇宙中的星系粘合在一起 , 保持着星系和空间的稳定 , 有研究指出 , 暗物质和暗能量也在相互转化 , 不断的有暗物质转化为暗能量 , 让宇宙膨胀的越来越快 , 如果这个理论成立 , 可能会对宇宙的未来产生不小的影响 。