La relation entre matière et énergie est donnée, selon la théorie de la relativité, par la vitesse de la lumière. Albert Einstein a été le pionnier en proposant cette hypothèse en 1905. La théorie relativiste d'Einstein relie la matière et l'énergie à travers l'équation suivante: E = M x C 2; où E: énergie, M: masse et C: vitesse de la lumière, cette dernière a une valeur estimée à 300 000 000 m / s.
Selon la formule d'Einstein, l'énergie équivalente (E) peut être calculée en multipliant la masse (m) d'un corps par la vitesse de la lumière au carré. À son tour, la vitesse de la lumière au carré est égale à 9 x 10 16 m / s, ce qui implique que la relation entre la masse et l'énergie est proportionnelle à un facteur de multiplication extrêmement élevé.
La variation de la masse d'un corps est directement proportionnelle à l'énergie émanant du processus de conversion, et inversement proportionnelle au carré de la vitesse de la lumière.
Puisque la vitesse de la lumière est donnée par un certain nombre de chiffres, la formule d'Einstein indique que bien qu'il s'agisse d'un objet avec une petite masse au repos, il a une quantité d'énergie importante sous sa ceinture.
Cette transformation se produit dans une proportion très déséquilibrée: pour 1 kg de matière transformée dans un autre état, on obtient 9 x 10 16 Joules d'énergie. C'est le principe de fonctionnement des centrales nucléaires et des bombes atomiques.
Ce type de transformation permet à un processus de conversion d'énergie de se produire dans un système dans lequel une partie de l'énergie intrinsèque du corps change sous forme d'énergie thermique ou de lumière rayonnante. Ce processus, à son tour, implique également une perte de masse.
Par exemple, lors d'une fission nucléaire, dans laquelle le noyau d'un élément lourd (tel que l'uranium) est divisé en deux fragments de masse totale moindre, la différence de masse est libérée vers l'extérieur sous forme d'énergie.
L'altération de la masse est importante au niveau atomique, cela montre que la matière n'est pas une qualité inaltérable du corps, et que par conséquent la matière «peut disparaître» lorsqu'elle est libérée vers l'extérieur sous forme d'énergie.
Selon ces principes physiques, la masse augmente en fonction de la vitesse de déplacement d'une particule. D'où le concept de masse relativiste.
Si un élément est en mouvement, une différence est générée entre la valeur d'énergie initiale (énergie au repos) et la valeur d'énergie qu'il possède pendant que le corps est en mouvement.
De même, étant donné la théorie relativiste d'Einstein, une variation est également générée dans la masse du corps: la masse du corps en mouvement est supérieure à la masse du corps lorsqu'il était au repos.
La masse du corps au repos est également appelée masse intrinsèque ou invariante, car elle ne change pas de valeur, même dans des conditions extrêmes.
La matière est la substance matérielle qui constitue la totalité de l'univers observable et, avec l'énergie, les deux éléments constituent la base de tous les phénomènes physiques.
La relation entre matière et énergie, exprimée dans la théorie de la relativité d'Einstein, jette les bases de la physique moderne au début du XXe siècle.
Références
- De la Villa, D. (2011). Relation matière et énergie. Lima Pérou. Récupéré de: micienciaquimica.blogspot.com.
- Encyclopædia Britannica, Inc. (2017). Matière. Londres Angleterre. Récupéré de: britannica.com.
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- Strassler, M. (2012). Masse et énergie. New Jersey, États-Unis. Récupéré de: profmattstrassler.com.
- Wikipedia, The Free Encyclopedia (2017). Equivalence entre masse et énergie. Récupéré de: es.wikipedia.org.