27 september 1905 – Albert Einstein en E = m * c2

Albert Einstein in 1905
1905 werd bekend als het Magische Einstein Jaar. Hij publiceerde toen vier artikelen die de wetenschap drastisch zouden veranderen.

27 september 1905. Op deze dag, hij werkte nog voor een octrooibureau, publiceerde Albert Einstein een artikel met als titel “Does the Inertia of a Body Depend Upon Its Energy-Content?” het was de laatste van vier artikelen die hij dat jaar instuurde naar het tijdschrift “Annalen der Physik”. Het eerste artikel verklaarde het foto-elektrische effect, het tweede artikel leverde een experimenteel bewijs voor het bestaan van atomen en het derde artikel introduceerde de speciale relativiteitstheorie. In het vierde artikel legt Einstein de relatie uit tussen energie en massa.

In formule is dat E = m * c2.

Wat betekent dit? Dit betekent dat, vanuit natuurkundig standpunt bezien, energie en massa uitwisselbaar zijn. In de vergelijking:

  • E = energie
  • M = massa
  • C = de snelheid van het licht

Met andere woorden, energie = massa * de snelheid van het licht

Dat klinkt eenvoudig en de eenvoud ervan verloochent het genie van Einstein om het zo elegant uit te drukken. Massa en energie zijn uitwisselbaar. Plus, een kleine hoeveelheid massa kan gelijk zijn aan een enorme hoeveelheid energie; immers de snelheid van het licht is een heel groot getal (300.000 kilometer per seconde) en, in Einsteins beroemde vergelijking staat dat getal nog eens in het kwadraat. Dus een hele kleine massa kan gelijk zijn aan een hele grote hoeveelheid energie.

E = m * c2 verklaart waarom de Zon en de andere sterren schijnen. In hun binnenste fuseren atomen (massa) met elkaar waarbij de enorme hoeveelheid energie van de Zon beschreven kan worden door de beroemde vergelijking van Einstein.

Dit is ook, als voorbeeld, hoe wetenschappers konden leren dat een enkele bom een complete stad van de kaart kon vegen. Die bommen waren de atoombommen die de Japanse steden Hiroshima en Nagasaki aan het einde van de Tweede Wereldoorlog vernietigden.

Deze eerste atoombommen werkten door middel van kernsplijting en niet door kernfusie. Ze maakten gebruik van het principe dat een kleine hoeveelheid massa omgezet kon worden naar een enorme hoeveelheid energie zoals wordt beschreven in de theorie van Einstein.

Interessant genoeg komt de vergelijking E = m * c2 niet voor in “Does the Inertia of a Body Depend Upon Its Energy-Content?” Dat komt omdat Einstein V gebruikte voor de snelheid van het licht in een vacuüm en L voor de hoeveelheid energie die een object verliest in de vorm van straling.

E=m*c2 werd oorspronkelijk niet als een formule geschreven maar als een zin in het Duits die betekende:

… if a body gives off the energy L in the form of radiation, its mass diminishes by L/V2.

 

Het artikel uit 1905 waarin Einstein het uitwisselbare aspect van massa en energie beschrijft was een van de vier artikelen die hij tijdens wat nu zijn “Annus mirabilis” oftewel zijn “wonderjaar” wordt genoemd. Deze vier artikelen veranderden voor altijd de menselijke perceptie van massa, energie ruimte en tijd.

opname van de Zon in röntgenlicht gemaakt door de Japanse Yohkoh satelliet
Onze Zon, gezien door een röntgentelescoop, toont de corona, het plasma van wel een miljoen graden heet dat de Zon omhult. De energie van de Zon wordt in zijn binnenste door middel van thermonucleaire fusie geproduceerd. Dat betekent dat massa wordt omgezet in energie op een manier die door Albert Einsteins beroemde vergelijking, E=m*c2. Afbeelding gemaakt door de Japanse Yohkoh ruimtesonde.

 

Eerste publicatie: 27 september 2019