E=mc2

E=mc2

A tömegről alkotott elképzelésünk 115 évvel ezelőtt megdőlt

A 20. századi fizika állóvizét leginkább felkavaró tézis Einstein 1905-ben publikált relativitás elmélete. Ennek egyik következménye méltán híres képlete, az E=mc2, melyet mindenki ismer, ha nem a fizika tankönyvből, akkor legalább egy reklám póló feliratról. A képlet segítségével Einstein bizonyította, hogy a tömeggel rendelkező részecskéknek nem csak mozgási és helyzeti, hanem nyugalmi energiájuk is van. De mit is jelent mindez közérthetően? Legfőképpen azt, hogy a nyugalomban lévő test energiája (E) megegyezik a test tömegével (m) és a fénysebesség (c) négyzetének szorzatával. Mivel a fénysebesség az egyik alapvető fizikai állandó, azért adódik a következtetés, mely szerint a tömeg és az energia arányosak egymással. A képlet tehát azt jelenti, hogy az anyag és az energia ugyanannak a dolognak két eltérő megjelenési formája. Az energia a felszabadult anyag, és az anyag potenciálisan energia. Tehát a tömeggel rendelkező részecske, mely többek között testünket is alkotja, nem tárgy, hanem tulajdonképpen energia-csomag. Einstein ennek a ténynek rendkívüli jelentőséget tulajdonított, de tudományos körökben további 25 évig csupán érdekességként tekintettek rá tudóstársai.

Tehát immár 115 éve nem beszélhetünk külön anyagról illetve energiáról, csupán energiáról. Furcsa belegondolni, de így van. Csupán azért hat idegenül fülünk és elménk számára, mert a hétköznapi életben nem látjuk ennek jelentőségét, pedig nagyon is fontos hatása van ránk, emberekre nézve.

Sajnos – mint oly sok felfedezés – elsőként ez is a hadiiparban és az energetikában kapott szerepet. Ez a tézis lett az alapja a maghasadás elméletének is, melyet egy osztrák-svéd fizikus, Lise Meitner írt le. A maghasadás elmélete megmagyarázza, hogy hogyan képesek a nukleáris fegyverek tömegükhöz képest olyan hatalmas pusztításra. A gyakorlati vizsgálatok során számos felettébb érdekes felismeréshez vezetett a kísérletezés. Például, ha megmérjük az atommag tömegét, akkor azt tapasztaljuk, hogy az kisebb, mint az őt alkotó részecskék tömegének összege. A hiányzó tömegből a képlet alapján kiszámolható, hogy mekkora energia van az atommagba zárva, tehát mekkora energia felszabadulás várható az atommag hasadásakor.

Az elemi részecskék vizsgálatát ma részecske gyorsítókban való ütköztetéssel vizsgálják. Ennek során a részecskéket összeütköztetik, és az ütközés során keletkező darabokat megvizsgálják. A törmelékek tulajdonságaiból következtetnek újabb összefüggésekre, melyek során igen furcsa jelenségek mutatkoznak. Előfordul, hogy az ütköztetés során kapott „törmelékek” némelyikének tömege nagyobb, mint a kiinduláskor használt részecske tömege, miközben a többi darabkának is van értékelhető tömege. A gyakorlatban vizsgálva tehát olyan dolgokat tapasztaltak, melyek a hétköznapi életben csoda számba mennének. Gondoljunk csak bele. Ez olyan, mintha egy 1 kg tömegű tárgyat szétzúznánk, mely után kapnánk például egy 1 kg, egy 2 kg, és egy 0,5 kg tömegű darabot. Mindezen jelenségek magyarázata Einstein híres képletéből levezethető. A részecskék gyorsításához felhasznált energia ugyanis fedezi az ilyenkor jelentkező tömeg többletet, azaz a kísérlet során befektetett energia a folyamat során tömeggé alakul át. A legfurcsább jelenség, hogy a törmelékek újbóli – tehát másodszori – ütköztetése után keletkező kisebb darabok között előfordul az eredeti részecske méretű darab is, amiből a kísérlet elején kiindultak. Ezzel a többszöri aprózódási kísérlet újból az elejétől kezdődhet, és vég nélkül megismételhető…

Talán a legfontosabb üzenete ennek a felfedezésnek az lehetne, hogy helytelen, ha magunkra csupán tömeggel rendelkező testként tekintünk, és nem vesszük figyelembe, hogy energiából álló bonyolult rendszer vagyunk. Ennek szemléltetésére álljon itt egy érdekes példa. A tömeg és energia ekvivalencia bemutatására kiszámolták, hogy a tömeggel rendelkező anyagi testünk sejtjei egy felnőtt ember esetében összességében nem kevesebb, mint 7x1018 Joules energiát raktároznak. Ha ezt fel tudnánk szabadítani, az harminc hidrogénbomba egyesített erejével érne fel. Ennek alapja az a tudományos tény, melyet Dr. Bruce Lipton is publikált. E szerint a sejtmembrán két oldalán, tehát a sejten belüli és azon kívüli terület között mintegy 0,7 Volt feszültség mérhető. Tekintve, hogy testünk 50 trillió sejtből áll, szervezetünkben akár 3,5 trillió Volt feszültség is indukálódhat. Természetesen ez nem egykönnyen kinyerhető energiát jelent, de jól mutatja azt, hogy nem élettelen tömeg, hanem élő energia vagyunk.

Ez is érdekelheti