divendres, de març 12, 2010

Massa i energia

Segurament l’equació més famosa de la història de la física sigui la que va proposar l’Albert Einstein per posar de manifest que la matèria i l’energia eren la mateixa cosa. Aquest és un concepte que ens costa d’assimilar. És difícil de pair que tot el que ens envolta i que podem tocar, que és sòlid, que té consistència, fins i tot nosaltres mateixos, no som diferents dels rajos de llum, les radiacions electromagnètiques o la calor.

Però el cas és que així són les coses. Igual que el gel i l’aigua semblen diferents, els veiem diferents en la consistència, en el color, en la temperatura, en la majoria de les característiques que podem observar, i malgrat totes les diferencies no deixa de ser aigua en els dos casos. Una mateixa cosa presentada sota formes diferents.

Doncs la matèria només és una manera particular en que es pot trobar l’energia, o a l’inrevés si ho preferiu.

Podríem dubtar, però les explosions atòmiques van esvair tots els dubtes. Una bomba atòmica és simplement la resultant de passar la matèria a l’estat d’energia. I la magnitud d’aquesta mena d’explosions ens indica la quantitat fabulosa d’energia que emmagatzema la matèria. En realitat és fàcil de calcular quanta energia conté cada un de nosaltres. Simplement cal aplicar la famosa fórmula:

E=mc2

L’energia ("E") continguda serà la que surti de multiplicar el vostre pes ("m") per la velocitat de la llum ("c") elevada al quadrat. Ja us aviso que si ho voleu fer amb la calculadora us faltaran xifres. La velocitat de la llum és de 300.000 quilometres per segon, però per fer els càlculs correctament hem de fer servir les unitats del sistema internacional, per tant toca fer servir metres. De manera que parlem de 300.000.000 de metres per segon. I ara toca elevar aquest número al quadrat.

Surt 90.000.000.000.000.000

I finalment cal multiplicar aquesta xifra pels quilos que peseu. En termes físics el més correcte és parlar de la vostra massa, però tampoc no ve d’aquí ara mateix. Jo, que peso uns setanta quilos, continc una energia de:

6.300.000.000.000.000.000 Joules.

Creieu-me. Això és molta energia. Un Joule és molt poca cosa. Si fa no fa el que gastem per agafar un llibre de butxaca i aixecar-lo. Però parlem de més de sis trilions de Joules!

El que passa, naturalment, és que no hi ha manera d’alliberar-la. Fins i tot en una explosió nuclear, només un petit percentatge de l’urani de la bomba s’allibera en forma d’energia. Únicament un 1.4 %. I malgrat això, els resultats són esfereïdors. Per alliberar-la completament caldria una reacció matèria – antimatèria. Un fet, per sort, altament improbable.

Però més enllà de l’energia, de les possibilitats i dels problemes que comporta i de tot el que associem amb l’energia nuclear, el més impactant de la fórmula és la manera tan senzilla, i fins i tot elegant, com va lligar la matèria i l’energia. Aquesta fórmula va causar un replantejament total de la manera de veure el món. Podem considerar que l’Univers és fet únicament d’energia.

Una energia que en ocasions agafa un estat particular, i al que nosaltres li tenim un especial carinyo, al que anomenem matèria.

10 comentaris :

XeXu ha dit...

Doncs ahir vaig sopar fort, i per tant, va augmentar la meva massa, però aquest matí no em sento especialment amb més energia!! Me'n tornaria al llit ara mateix!

Dan ha dit...

Ja t'ho dic. Potser contens més energia, però una energia que no hi ha manera de fer servir. XD

Carquinyol ha dit...

no, si al final els de Matrix tindran raó i no som més que una pila !!

Tu resa per a que no descobreixin la manera de fer-ho servir, que això dels motors materia-antimateria als trekkies ens sóna molt...

kika ha dit...

seguint amb el que deia el carquinyol, les reaccions matèria-antimatèria no són les que fan funcionar els 'motors' de les enterprises? ens ho explicaràs? pliiis!!!

Clidice ha dit...

ja tens raó ja, hi ha trossets d'energia per aquest món als que els tens un munt d'apreci :) i no serà el refrany "de tant que t'estimo t'abonyego" un intent d'alliberar-la? quina por! :)

Arcangelo ha dit...

Mai m'havia plantejat aquesta fòrmula, així. Puja l'autoestima :-).

Tot i així, em queden dos dubtes: que no s'alliberi tota l'energia de la matèria en les fisions nuclears, vol dir que no tenim maneres de fer-ho o que el procés està limitat d'alguna manera? I la reacció matèria-antimatèria és improbable, però en algun lloc vaig llegir que a l'univers hi han reductes d'antimatèria, em van enganyar o ho vaig somiar?

EC CNS ha dit...

Si considerem que el pantà de la Baells te 109,5 hm3 de capacitat, que 1 joule son 0.24 calories i que amb una caloria s’augmenta 1 ºC, 1 gram d’aigua, amb la energia del Dan podríem portar a ebullició (desde 0 ºC) aproximadament 148 pantans com el de la Baells.
Si algun dia explotes fes-ho lluny!

EC CNS ha dit...

Si considerem que el pantà de la Baells te 109,5 hm3 de capacitat, que 1 joule son 0.24 calories i que amb una caloria s’augmenta 1 ºC, 1 gram d’aigua, amb la energia del Dan podríem portar a ebullició (desde 0 ºC) aproximadament 148 pantans com el de la Baells.
Si algun dia explotes fes-ho lluny.

Alasanid ha dit...

Som energia condensada.. jaja

Sí, quan veus una bomba atòmica i et diuen que només s'ha transformat una petita part d'energia... t'adones de com de gran és c^2.

De totes maneres per les bombes el que es fa és jugar amb l'energia que manté unit els nuclis atòmics. Un altre tema fascinant.

Dan ha dit...

carquinyol. En realitat ja ho han fet (crec) però nomes fen esclatar uns pocs àtoms. Es ue emmagatzemar antimatèria és mes aviat difícil. Reacciona amb el contenidor i tots dos exploten!

kika. El motor de torsió? M'ho miro i ho aclarim. I sino, li ho pregunto a l'Skooty

klidice. Es que algunes energies tenen unno-se-que, que et fa perdre el mon de vista!

Arcàngelo. No ho vas somiar. De fet, la pregunta d'on es l'antimatèria és de les mes interessants. Un dia en parlaré.

ECCNS L'energia del Dan, o de qualsevol de pes similar. Tu també serviries per fer bullir pantans eh! però amb la sequera que tenim de tant en tant, millor deixem els pantans trnauqils. Només falta que els evaporem!

Alasanid. Aquí està la gràcia: C^2 és una xifra molt gran!