Khám phá bí mật sau đằng sau phương trình nổi tiếng của Einstein
Bạn đã bao giờ nghe đến phương trình E=mc² chưa? Đây là một trong những phương trình nổi tiếng nhất thế giới, do nhà vật lý học người Đức Albert Einstein tạo ra. Phương trình này có tên gọi là Phương trình Khối lượng Năng lượng, và nó mô tả sự quan hệ giữa năng lượng và khối lượng. Mời bạn cùng tìm hiểu bí mật đằng sau phương trình E=mc² này.
Năng lượng và Khối lượng
Đầu tiên, chữ “E” trong phương trình đại diện cho năng lượng và chữ “m” đại diện cho khối lượng, đơn vị dùng để đo lường lượng vật chất. Năng lượng và vật chất có thể hoán đổi lẫn nhau. Hơn nữa, cần nhớ rằng tồn tại một lượng năng lượng/vật chất cố định trong vũ trụ.
Để dễ hiểu hơn, chúng ta có thể so sánh việc biến đổi giữa “nhóm chim sneetch” có và không có “hình sao” trong cuốn sách dành cho trẻ em của tác giả Dr. Seuss. Số lượng chim sneetch không thay đổi trong suốt câu chuyện, nhưng tỷ lệ giữa nhóm chim không có “hình sao” và nhóm chim có “hình sao” thay đổi. Tương tự như vậy, tổng số năng lượng/vật chất không thay đổi, nhưng năng lượng thường xuyên chuyển đổi thành vật chất và ngược lại.
Tốc độ ánh sáng và bình phương của nó
Tiếp theo, chúng ta tìm hiểu về phần c² trong phương trình, có chức năng tương tự các máy có thể thêm hoặc bớt “hình sao” trong câu chuyện “nhóm chim sneetch” mà chúng ta đã đề cập ở trên. “c” đại diện cho tốc độ ánh sáng, một hằng số vũ trụ, vì vậy phương trình E=mc² chính là: Năng lượng bằng khối lượng nhân tốc độ ánh sáng bình phương.
Tại sao lại cần phải nhân khối lượng với tốc độ ánh sáng để tạo ra năng lượng? Lý do là năng lượng, cho dù là sóng ánh sáng hay bức xạ, di chuyển với tốc độ ánh sáng. Điều này có nghĩa là năng lượng được phát ra từ việc phân li tử nguyên bên trong một nhà máy điện hạt nhân hoặc một quả bom nguyên tử di chuyển với tốc độ ánh sáng.
Nhưng tại sao tốc độ ánh sáng lại được bình phương? Lý do là năng lượng động, hay năng lượng của chuyển động, tỷ lệ thuận với khối lượng. Khi bạn tăng tốc một vật, năng lượng động tăng lên theo tỷ lệ bình phương của tốc độ.
Bạn sẽ tìm thấy một ví dụ tuyệt vời cho điều này trong bất kỳ sách hướng dẫn lái xe nào: Nếu bạn tăng tốc độ gấp đôi, quãng đường phanh sẽ dài gấp bốn lần, vì vậy quãng đường phanh bằng bình phương của tốc độ [nguồn: UNSW Physics: Einsteinlight].
Tốc độ ánh sáng bình phương là một số lớn khổng lồ, cho thấy có rất nhiều năng lượng trong kể cả những lượng vật chất nhỏ nhất.
Một ví dụ phổ biến cho điều này là 1 gram nước – nếu toàn bộ khối lượng của nó được chuyển đổi thành năng lượng tinh khiết thông qua phương trình E=mc² – chứa năng lượng tương đương với 20.000 tấn chất nổ TNT nổ. Đó là lý do tại sao một lượng urani hoặc plutoni nhỏ như vậy có thể tạo ra một vụ nổ nguyên tử khổng lồ.
Phương trình của Einstein đã mở ra cánh cửa cho nhiều tiến bộ công nghệ, từ năng lượng hạt nhân và y học hạt nhân cho đến cơ chế hoạt động bên trong mặt trời. Nó cho chúng ta thấy rằng vật chất và năng lượng là một.
Bài viết này đã được cập nhật thông qua công nghệ AI, sau đó được kiểm chứng và chỉnh sửa bởi biên tập viên HowStuffWorks.
Hãy đến với sara.edu.vn để cập nhật thông tin mới nhanh chóng với đa dạng các tin tức về Ẩm thực, Phong thủy, Công nghệ, Giáo dục, Làm đẹp,… liên tục và chính xác 24/7.
