Mia kara amiko faris al mi simplan, sed tre gravan demandon. Lia demando estis:

"Ĉu la fama formulo de Albert Einstein E=mc² ŝanĝiĝis?!"

Mi decidis dividi la respondon al ĉi tiu demando kun vi per tre simpla lingvo.

La fama formulo de Albert Einstein, E=mc², tute ne ŝanĝiĝis, sed restas unu el la plej precizaj, pruvitaj kaj gravaj ekvacioj en fiziko, precipe en moderna fiziko aŭ, pli specife, en la teorio de speciala relativeco. Tamen, la kialo, pro kiu vi eble aŭdis, ke ĉi tiu formulo "ŝanĝiĝis" aŭ "estas nekompleta", rilatas al kiel ĉi tiu formulo estas uzata por moviĝantaj objektoj.

Fakte, la formulo E=mc² estas nur resumita versio kaj speciala kazo de multe pli granda kaj ampleksa ekvacio.

Ni unue vidu kio estas la plena ekvacio. Vere, la formulo E=mc² funkcias nur por objektoj, kiuj estas en ripozo, do sen moviĝo. Se objekto moviĝas, krom maso, ĝi ankaŭ havas kinetan energion aŭ "movokvanton" (impeton). La kompleta kaj originala ekvacio de Einstein por energio estas jena:

E² = (pc)²+ (mc²)²

En ĉi tiu ekvacio:

Nun la demando estas, kial ni kutime vidas nur E=mc²?

Se objekto staras senmove en unu loko, ĝia rapideco estas nulo; sekve ankaŭ ĝia movokvanto (p) estos nulo. Se ni metas p=0 en la supran formulon, la parto (pc)² tute eliminiĝas kaj ni alvenas al ĉi tio:

E² = (mc²)²

Prenante la kvadratan radikon de ambaŭ flankoj por simpligi, oni ekhavas la konatan ekvacion E=mc². Tial, ĉi tiu formulo tute ne estas malĝusta, sed nur montras la "energion de objektoj en ripozo".

Nun ni devas scii kial la kompleta ekvacio estas necesa. Ekzemple ĉe lumeropartikloj (fotonoj).

Se ni fidas nur je E=mc², ni renkontas problemojn pri fotonoj, do lumeropartikloj. Fotonoj tute ne havas mason, kio signifas m=0. Se ni konsideras la mason kiel nulon en la simpligita formulo, la energio de lumo devus esti nulo, kion ni scias, ke ne estas la kazo, kaj lumo ja havas energion.

Sed se ni uzas la kompletan ekvacion, la sekreto de la lumenergio estas solvita. Ĉar fotonoj ne havas mason, la parto (mc²)² fariĝas nulo, kaj la ekvacio fariĝas:

E² = (pc)² => E = (pc)

Ĉi tio signifas, ke lumeropartikloj, kvankam ili ne havas mason, havas energion ĉar ili moviĝas kun lumrapideco kaj posedas movokvanton (p).

En la pasinteco (meze de la 20-a jarcento), iuj fizikistoj inventis koncepton nomatan "relativisma maso" por povi uzi la saman simplan formulon E=mc² ankaŭ por moviĝantaj objektoj. Ili diris, ke kiam objekto moviĝas pli rapide, ĝia maso pligrandiĝas.

Sed hodiaŭ, en moderna fiziko, ĉi tiu koncepto estas forlasita. Fizikistoj rimarkis, ke konsideri varian mason kaŭzas konfuzon. Hodiaŭ "maso" estas konsiderata kiel konstanta, apriora valoro (ripoza maso), kaj por kalkuli la energion de moviĝantaj objektoj, anstataŭ supozi, ke la objekto fariĝas pli peza, oni uzas la saman kompletan ekvacion enhavantan movokvanton. Ĉi tiu ŝanĝo en "fizika literaturo kaj edukado" eble kreis en la publikaj amaskomunikiloj la malĝustan impreson, ke fizikistoj ŝanĝis la formulon de Einstein.

La malkovro de Einstein tute ne estis nuligita. Por pli da precizeco, anstataŭ fidi al la resumita stato de ripozo (E=mc²), la scienco de fiziko simple emfazas la kompletan originalan ekvacion, nome E² = (pc)²+ (mc²)², por povi klarigi la konduton de ĉiuj partikloj en la universo, ĉu senmovaj, moviĝantaj aŭ senmasaj.