E=mc^2 in ander perspectief gezien

[FredBt]

Misschien denk ik te ver out of the box.

Ik ben al heel lang gefascineerd door de formule en ik ben er ook naar gaan kijken in het perspectief van alle "E" ten opzichte van alle massa. En met alle "E" bedoel ik dan in het perspectief van het hele heelal.

Het zijn in beginsel dus grootheden "E" versus "mc^2" die met elkaar in relatie staan. Dus ik zie het niet alleen als rekensom maar ook als universele vergelijking tussen "E" en massa.

Nou is mijn vermoeden (ik ga hier op deze plaats even niet verder op in hoe ik denk dat het er uit moet zien en welke kenmerken er aan verbonden zijn) dat alle "E" - als je het ziet als een op zichzelf staande entiteit - een natuurkundige oertoestand is die aan de oorsprong stond en nog staat van de vorming van materie in de vorm van het standaardmodel van de elementaire deeltjes (dus de geboorte van het elektromagnetisme). Vanuit onze werkelijkheid (wij leven in het "materie" gedeelte) gezien denk ik dat alles wat wij waarnemen - waarin wij dus leven - uiteindelijk bestaat uit elementaire deeltjes. Dus inclusief fotonen bijvoorbeeld die dus ook uit "E" geboren zijn.

 

[Skyheerlen]

E een toestand? E staat voor energie; niet toestand.
Wij leven niet in een pure M-wereld. Om ons heen is ook E; fotonen bijvoorbeeld.

Ik begrijp niet waar je naartoe wil.

 

[svdwal]

Je denkt veel te ver buiten de doos.

In een natuurkundige formule is E het vermogen om arbeid te verrichten. Verder niets. Wat er staat is dat als je alle massa kan gebruiken, je heel veel arbeid kan verrichten. Deeltje die andere deeltjes een enorme rotschop geven.

 

[Eelco]

Deeltje die andere deeltjes een enorme rotschop geven.

Nou nou - er zijn ook wel lieve deeltjes, hoor. Neutralinos en zo.

 

[wvreeven]

Vanuit onze werkelijkheid (wij leven in het "materie" gedeelte) gezien denk ik dat alles wat wij waarnemen - waarin wij dus leven - uiteindelijk bestaat uit elementaire deeltjes. Dus inclusief fotonen bijvoorbeeld die dus ook uit "E" geboren zijn.

Dat klopt grotendeels (zie @Eelco's antwoord hieronder). Het heelal dijdt uit wat betekent dat het vroeger veel kleiner was. En daarmee was het ook heter. Als je ver genoeg terug gaat in de tijd was het heelal zo heet dat er geen deeltjes mogelijk waren maar alleen energie. Daarna koelde het heelal ver genoeg af zodat zich deeltjes konden vormen. Dit maakt allemaal deel uit van de theorie die de vorming van het heelal beschrijft namelijk de Big Bang Theorie (en ik bedoel niet de tv serie!).

EDIT: E is in dit geval wel degelijk energie en niet een toestand. Zoals door anderen al aangegeven is het denkbeeld dat E een toestand is, onjuist.

 

[Eelco]

denk ik dat alles wat wij waarnemen - waarin wij dus leven - uiteindelijk bestaat uit elementaire deeltjes.

Zeker niet alles - denk aan "donkere energie", wat zowaar meer dan de helft van ons heelal uitmaakt.

 

[wvreeven]

Zeker niet alles - denk aan "donkere energie", wat zowaar meer dan de helft van ons heelal uitmaakt.

Je hebt helemaal gelijk, @Eelco! Ik heb mijn antwoord aangepast.

 

[svdwal]

In het vroege heelal had je quarks en gluonen. Dat zijn deeltjes. Met veel kinetische energie omdat ze heel hard heen en weer vlogen.

 

[wvreeven]

Dat klopt. Maar als je maar ver genoeg terug gaat in de tijd, bestonden zelfs die niet. Zie bijvoorbeeld

The early universe

home.cern

 

[AtM]

De formule E=m•c^2 geeft alleen maar de mathematische relatie tussen massa en energie. Het zegt op zich verder helemaal niets over de wereld waar we in leven of hoe die 13 miljard jaar geleden was.

Befobbelt:
Als je een plutonium kern splijt komt daar van alles uit, en het gekke is dat als je de massa van alle producten optelt er een andere waarde uit komt dan de massa van de oorspronkeleijke kern. Het massaverschil tussen de twee is omgezet in energie, volgens de formule, en die uit zich op diverse manieren: de kinetische energie van de producten en natuurlijk ook de straling.

Dit staat m.i. los van de kosmologische vraag waarom er materie en energie is, en in welke verhouding.

 

[svdwal]

De straling bestaat ook uit deeltjes.

 

[wvreeven]

Strikt genomen bestaan zowel materie als straling niet uit deeltjes maar uit iets dat we matematisch alleen maar kunnen uitdrukken als een golffunctie.

 

[svdwal]

Quantum-deeltjes, met eigenschappen die klassiek gezien enerzijds aan golven doen denken en anderzijds aan deeltjes.

Energie is dan nog steeds het quantum-deeltje zelf plus de beweging van het deeltje. Electronen kunnen heel snel zijn, of vrij langzaam. Hoe harder ze gaan, hoe meer energie. Deeltjesversnellers zouden niet kunnen werken als dat niet zo is.

 

[Eelco]

De formule E=m•c^2 geeft alleen maar de mathematische relatie tussen massa en energie. Het zegt op zich verder helemaal niets over de wereld waar we in leven of hoe die 13 miljard jaar geleden was.

Het is een fysische relatie (voor deeltjes in rust), niet alleen maar een mathematische relatie. Het zegt uiteraard wat over de wereld waar we in leven: het zegt dat massa een vorm van energie is. En dat was 13 miljard jaar geleden net zo (hint: sterren in het vroege heelal stralen net zo als nu - en E=mc^2 heeft daar van alles mee te maken).

 

[Eelco]

Quantum-deeltjes, met eigenschappen die klassiek gezien enerzijds aan golven doen denken en anderzijds aan deeltjes.

"Golf pakketjes" is een gebruikelijke manier dit uit te drukken.

 

[AtM]

Ik weet niet of je kunt zeggen dat massa een vorm van energie is, of energie een vorm van massa, ondanks dat er een equivalentie is geformuleerd door Einstein.
Ijs is een vorm van water, maar toch kun je op water een stuk minder goed schaatsen. Dus wat zegt die equivalentie dan over ons wereldbeeld? Dat ijs en water hetzelfde zijn?

Materie is een illusie, uiteindelijk is alles energie ()

 

[Eelco]

Ik weet niet of je kunt zeggen dat massa een vorm van energie is, of energie een vorm van massa.

Ik wel. Energie is een veel breder begrip dan massa. Daarom kun je het niet andersom zeggen.

 

[Niels Verdel]

Misschien denk ik te ver out of the box.

Ik ben al heel lang gefascineerd door de formule en ik ben er ook naar gaan kijken in het perspectief van alle "E" ten opzichte van alle massa. En met alle "E" bedoel ik dan in het perspectief van het hele heelal.

Het zijn in beginsel dus grootheden "E" versus "mc^2" die met elkaar in relatie staan. Dus ik zie het niet alleen als rekensom maar ook als universele vergelijking tussen "E" en massa.

Nou is mijn vermoeden (ik ga hier op deze plaats even niet verder op in hoe ik denk dat het er uit moet zien en welke kenmerken er aan verbonden zijn) dat alle "E" - als je het ziet als een op zichzelf staande entiteit - een natuurkundige oertoestand is die aan de oorsprong stond en nog staat van de vorming van materie in de vorm van het standaardmodel van de elementaire deeltjes (dus de geboorte van het elektromagnetisme). Vanuit onze werkelijkheid (wij leven in het "materie" gedeelte) gezien denk ik dat alles wat wij waarnemen - waarin wij dus leven - uiteindelijk bestaat uit elementaire deeltjes. Dus inclusief fotonen bijvoorbeeld die dus ook uit "E" geboren zijn.

Je stelt de juiste vragen, maar je zoekt het antwoord wellicht in de verkeerde richting. Het is niet zozeer dat E en M enkel met elkaar in relatie staan, feitelijk zijn ze hetzelfde. Het zijn twee verschillende manifestaties (massa en energie) van hetzelfde, en daarvoor feitelijk uitwisselbaar. Zie ook het annihilatieproces voor een voorbeeld waar ik in je vorige topic naar verwees.

Als je dit interesseert kan ik je het boek "de deeltjesdierentuin" van Jean-Paul Keulen van harte aanbevelen. Het is geschreven door een Nederlander, en daarvoor leest het heerlijk weg. Hoewel in dit boek niet perse alles haarfijn uitgelegd is, geeft dit in mijn ogen wel een heel mooie introductie in de wereld van de kwantum mechanica en de elementaire deeltjes uit het standaardmodel.

Daarnaast, als je je afvraagt wat daadwerkelijk gebeurd op het kwantum niveau, dan zou je eens kunnen zoeken naar het ineenstorten van de golffunctie volgens de Kopenhaagse interpretatie. Helaas weet ik niet zo snel een boek dat hier verder over uitweidt (EDIT: maar als een ander forumlid hier wel wat literatuur over kent, dan houd ik me zeker aanbevolen).

 

[Eelco]

Het is niet zozeer dat E en M enkel met elkaar in relatie staan, feitelijk zijn ze hetzelfde. Het zijn twee verschillende manifestaties (massa en energie) van hetzelfde, en daarvoor feitelijk uitwisselbaar.

Als energie en massa hetzelfde zouden zijn zouden er geen twee woorden voor nodig zijn

Ze zijn dan ook niet hetzelfde, en niet zomaar uitwisselbaar. E=mc^2 geldt alleen voor een deeltje in rust, om maar eens wat te noemen. Het geldt bijvoorbeeld ook niet voor een foton, die wel energie maar géén massa heeft. Verder is energie een veel breder begrip dan massa.

 

[FredBt]

Als je dit interesseert kan ik je het boek "de deeltjesdierentuin" van Jean-Paul Keulen van harte aanbevelen.

Dank je wel Niels. Ik ga dat zeker doen.

Ten aanzien van de dualiteit van deeltjes is dit een materie die mij ook al een tijdje bezig houdt. Ik denk dat fotonen met name uiteindelijk altijd gezien zullen worden als puntdeeltjes - en dus materie -. Dus ongeacht of zij zich individueel of in een golf bevinden en ook onafhankelijk vanuit welke (proef)situatie deze bekeken worden.

Dat leid ik af uit de volgende feiten (aangenomen dat "E" geen materie is en dus niet onderhevig kan zijn aan gravitationele invloeden):
1 Zwaartekrachtlenzen. De stromen licht worden afgebogen door zwaartekrachtwerkingen van objecten;
2 Zwarte gaten. Licht kan er in beginsel niet uit ontsnappen en wordt er net als overige materie gewoon ingezogen als het in de invloedsfeer van het zwarte gat komt te liggen.

Bovendien denk ik dat golven straling golven van individuele deeltjes zijn die uiteindelijk altijd te voorspellen zullen blijken te zijn waar- en wanneer zij zich ergens in de tijd bevinden en waar zij uiteindelijk naar toe gaan. In mijn gedachten is het louter een proces van wetenschappelijke vooruitgang totdat wij de methodes (wellicht met behulp van AI) bedacht hebben om de bepalingen te kunnen gaan maken.

Als je een stuk hout in een woest golvende zee gooit gaat het alle kanten uit. Het duikt de golf in- en uit en kan zomaar ineens uit een andere golf tevoorschijn komen bijvoorbeeld waarbij het mede van invloed is of die golven zichzelf opheffen of versterken. Hetzelfde geschiedt mijn inziens met fotonen. De fotonen hebben niet alleen te maken met de eigen golf maar ook met kruisingen van (vele) andere golfpatronen in het universum.