Viele Menschen erkennen nicht, wie viel Energie in der Materie eingeschlossen ist. Dieser Aspekt der Materie hat jedoch noch etwas Eigenes, das den Wissenschaftlern jahrelang entgangen ist.
Erst mit der Brillanz von Albert Einstein konnten wir diesen Zusammenhang zwischen Masse und Energie vollständig erfassen. Geben Sie E = mc ein2. Diese scheinbar einfache algebraische Formel repräsentiert die Korrelation von Energie zu Materie (Energieäquivalenz einer bestimmten Menge an Masse). Viele haben davon gehört, aber nicht sehr viele verstehen, was es bedeutet. Viele Menschen wissen nicht, wie viel Energie in der Materie enthalten ist. In den nächsten Minuten werde ich versuchen, Ihnen die Größe Ihrer persönlichen potenziellen Energieäquivalenz 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:
E. repräsentiert die Energie, die wir in Joule messen. Joule ist eine SI-Messung für Energie und wird als Kilogramm x Meter im Quadrat pro Sekunde im Quadrat [kg x m] gemessen2/ s2]. 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.
m repräsentiert die Masse des angegebenen Objekts. Für diese Gleichung messen wir die Masse in Kilogramm (oder 1000 Gramm).
c repräsentiert die Lichtgeschwindigkeit. In einem Vakuum bewegt sich das Licht mit 186.282 Meilen pro Sekunde. In der Wissenschaft verwenden wir jedoch das SI (International System of Units), daher verwenden wir Messungen von Metern und Kilometern im Gegensatz zu Fuß und Meilen. Wenn wir also unsere Berechnungen für Licht durchführen, verwenden wir 3,00 × 108m / s bzw. 300.000.000 Meter pro Sekunde.
Die Gleichung besagt also im Wesentlichen, dass für eine bestimmte Menge an Masse (in Kilogramm), wenn Sie sie mit der Lichtgeschwindigkeit im Quadrat (3,00 × 10) multiplizieren8)2erhalten Sie seine Energieäquivalenz (Joule). 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 Ausrüstung benötigen, noch eine, für die wir ein großes Labor benötigen. Alles was wir brauchen ist einfache Mathematik und unsere Vorstellungskraft. Bevor ich fortfahre, möchte ich darauf hinweisen, dass ich diese Gleichung in ihrer grundlegendsten Form verwende. Es gibt viel komplexere Ableitungen dieser Gleichung, die für viele verschiedene Anwendungen verwendet werden. Erwähnenswert ist auch, dass bei der Verschmelzung zweier Atome (z. B. Wasserstoff, der im Kern unseres Sterns zu Helium verschmilzt) 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 illustriere, die Ihre Massenäquivalenz ausmachen, und nicht die Verschmelzung all Ihrer Masse, die sich in Energie verwandelt.
Beginnen wir mit dem Sammeln der Daten, damit wir sie in unsere Gleichung eingeben können. Ich wiege ungefähr 190 Pfund. Da wir in der Wissenschaft SI-Einheiten verwenden, müssen wir diese von Pfund in Gramm umrechnen. So machen wir das:
1 Josh = 190 Pfund
1 lbs = 453,6 g
Also 190 lbs × 453,6 g / 1 lbs = 86.184 g
Also 1 Josh = 86.184 g
Da unsere Messung für E in Joule erfolgt und die Joule-Maßeinheiten Kilogramm x Meter im Quadrat pro Sekunde im Quadrat sind, muss ich meine Masse in Gramm in meine Masse in Kilogramm umrechnen. Wir machen das so:
86.184 g × 1 kg / 1000 g = 86,18 kg.
Also 1 Josh = 86,18 kg.
Jetzt, da ich in der richtigen Maßeinheit für die Masse bin, können wir die Werte in die Gleichung einfügen und sehen, was wir bekommen:
E = mc2
E = (86,18 kg) (3,00 × 108Frau)2
E = 7,76 × 1018 J.
Das sieht so aus: 7.760.000.000.000.000.000.000 oder ungefähr 7,8 Septillion Joule Energie.
Dies ist eine unglaublich große Energiemenge. Es scheint jedoch immer noch sehr vage. Was bedeutet diese Zahl? Wie viel Energie ist das wirklich? Lassen Sie uns dieses Experiment fortsetzen und etwas finden, an dem wir dies messen können, um diese Energiemenge für uns ins rechte Licht zu rücken.
Lassen Sie uns zunächst unsere Energie in eine äquivalente Messung umwandeln. Etwas, auf das wir uns beziehen können. Wie klingt TNT? Zunächst müssen wir eine gemeinsame Maßeinheit für TNT identifizieren. Das Kiloton. Jetzt finden wir heraus, wie viele Kilotonnen TNT in 1 Joule enthalten sind. Nachdem ich ein wenig gesucht hatte, fand ich ein Conversion-Verhältnis, mit dem wir genau das tun können:
1 Joule = 2,39 × 10-13 Kilotonnen Sprengstoff. Dies bedeutet, dass 1 Joule Energie 0,0000000000002323 Kilotonnen TNT entspricht. Das ist eine sehr kleine Zahl. Ein besserer Weg, um diese Beziehung zu verstehen, besteht darin, dieses Verhältnis umzudrehen, um zu sehen, wie viele Joule Energie in 1 Kilotonnen TNT enthalten sind. 1 Kilotonnen TNT = 4,18 × 1012 Joule bzw. 4.184.000.000.000 Joule.
Nachdem wir unser Conversion-Verhältnis festgelegt haben, können wir rechnen.
1 Josh (E) = 7,76 x 1018 J.
7,76 x 1018 J x 1 kT TNT / 4,18 x 1012 J = 1.856.459 Kilotonnen TNT.
Wenn wir unser kleines Gedankenexperiment abschließen, stellen wir fest, dass nur ein Mensch ungefähr der Äquivalenz von 1,86 MILLIONEN Kilotonnen TNT Energie entspricht. Lassen Sie uns das jetzt relativieren, um die enorme Menge an Kraft zu beleuchten, die diese Äquivalenz wirklich ist.
Die Bombe, die Nagasaki in Japan während des Zweiten Weltkriegs zerstörte, war verheerend. Es ebnete eine Stadt in Sekunden und beendete den Krieg im Pazifik. Diese Bombe bestand aus ungefähr 21 Kilotonnen Sprengstoff. Das bedeutet, dass ich, ein Mensch, 88.403-mal mehr explosive Energie in mir habe als eine Bombe, die eine ganze Stadt zerstört hat… und das gilt für jeden Menschen.
Wenn Sie also von jemandem erfahren, dass Sie echtes Potenzial haben, antworten Sie einfach, dass er keine Ahnung hat.
