kesetaraan massa-energi

                         Kesetaraan massa-energi

 

    Dalam fisika, massa-energi kesetaraan adalah konsep bahwa massa suatu benda adalah ukuran nya energi konten.
    Ketika energi akan dihapus dari sistem (misalnya dalam energi ikat , atau energi yang dilepaskan oleh bom atom) maka massa selalu dihapus bersama dengan energi. Energi ini mempertahankan massa hilang, yang pada gilirannya akan ditambahkan ke sistem lainnya yang menyerap. Ia juga memberitahu berapa banyak massa akan ditambahkan untuk setiap sistem yang kemudian menyerap energi ini.
    Sebaliknya, hubungan ini hanya menunjukkan bahwa sejumlah besar energi yang dilepaskan dalam reaksi tersebut mungkin menunjukkan massa yang cukup bahwa massa-rugi dapat diukur, ketika energi yang dilepaskan (dan massa) telah dihapus dari sistem. Misalnya, hilangnya massa atom dan neutron sebagai akibat dari penangkapan neutron, dan hilangnya sinar gamma, telah digunakan untuk menguji kesetaraan massa-energi untuk presisi tinggi, sebagai energi dari sinar gamma mungkin dibandingkan dengan cacat massa setelah ditangkap.
    Einstein tidak pertama mengusulkan hubungan massa-energi (lihat Sejarah bagian). Namun, Einstein adalah ilmuwan pertama yang mengusulk dan yang pertama untuk menafsirkan massa-energi kesetaraan sebagai prinsip mendasar yang mengikuti dari simetri relativistik dari ruang dan waktu .
     Konservasi massa dan energi
    Konsep kesetaraan massa-energi menghubungkan konsep kekekalan massa dan kekekalan energi , yang terus memegang secara terpisah dalam sistem yang terisolasi (yang ditutup untuk hilangnya semua jenis energi, termasuk energi yang berkaitan dengan hilangnya materi). Teori relativitas memungkinkan partikel yang memiliki massa diam harus dikonversi ke bentuk lain dari massa yang membutuhkan gerakan, seperti energi kinetik , panas, atau cahaya. Namun, massa sistem tetap. Energi kinetik atau cahaya juga dapat diubah menjadi jenis baru dari partikel yang memiliki sisa massa , tapi sekali lagi energi tetap. Baik massa total dan total energi dalam sebuah sistem yang terisolasi tetap konstan dari waktu ke waktu, seperti yang terlihat oleh pengamat tunggal dalam bingkai inersia diberikan.
Dengan kata lain, energi tidak dapat diciptakan maupun dihancurkan, dan energi, dalam semua bentuknya, memiliki massa. Massa juga tidak dapat diciptakan maupun dihancurkan, dan dalam semua bentuknya, memiliki energi. Menurut teori relativitas, massa dan energi sebagai umum dipahami, adalah dua nama untuk hal yang sama, dan satu tidak berubah atau berubah menjadi yang lain. Sebaliknya, tak satu pun ada tanpa yang lain ada juga, sebagai sifat dari suatu sistem. Daripada massa yang berubah menjadi energi, pandangan relativitas khusus adalah bahwa massa diam telah diubah menjadi bentuk yang lebih mobile dari massa, tetapi tetap massal. Dalam proses transformasi, baik jumlah massa maupun jumlah perubahan energi, karena keduanya adalah sifat yang saling terhubung satu sama lain melalui sebuah konstantasederhana.                                                                                                                                                                                .     Jadi, jika energi meninggalkan sistem dengan mengubah bentuknya, itu hanya mengambil nya sistem massa dengan itu. Pandangan ini mensyaratkan bahwa jika salah satu massa atau energi menghilang dari sistem, ia akan selalu menemukan bahwa kedua telah cukup pindah ke tempat lain, dimana mereka berdua akan diukur sebagai peningkatan dari kedua massa dan energi yang sesuai dengan kerugian dalam pertama sistem.
   Jika pengamat berjalan jauh dari sebuah foton ke arah perjalanan dari sebuah sumber, setelah itu mengejar ketinggalan dengan pengamat, maka ketika foton menangkap maka akan terlihat seperti memiliki energi lebih sedikit dari itu pada sumbernya. Semakin cepat pengamat tersebut berpergian berkaitan dengan sumber foton ketika menangkap, sedikit energi foton akan memiliki. Sebagai pengamat mendekati kecepatan cahaya berkaitan dengan sumber, foton terlihat lebih merah dan lebih merah, dengan efek Doppler relativistik (pergeseran Doppler adalah rumus relativistik), dan energi foton yang sangat panjang-panjang gelombang mendekati nol. Inilah mengapa foton tak bermassa adalah, ini berarti bahwa massa diam foton adalah nol.
   Dua foton bergerak dalam arah yang berbeda tidak dapat dibuat baik untuk memiliki energi total sewenang-wenang kecil dengan mengubah frame, atau dengan bergerak menuju atau menjauh dari mereka. Alasannya adalah bahwa dalam sistem dua-foton, energi dari satu foton turun mengejar, tapi energi yang lain akan meningkat dengan pergeseran yang sama dalam gerakan pengamat. Dua foton tidak bergerak ke arah yang sama akan menunjukkan sebuah kerangka inersia mana energi gabungan adalah terkecil, tetapi tidak nol. Ini disebut pusat massa bingkai atau pusat momentum bingkai; istilah ini hampir sinonim (tengah frame massa adalah kasus khusus dari tengah frame momentum dimana pusat massa diletakkan pada titik asal). Yang paling yang mengejar sepasang foton dapat melakukannya untuk mengurangi energi mereka adalah untuk menempatkan pengamat dalam bingkai di mana foton memiliki energi yang sama dan bergerak langsung dari satu sama lain. Pada frame ini, pengamat sekarang bergerak ke arah yang sama dan kecepatan pusat massa dari dua foton. Momentum total foton sekarang nol, karena momentum mereka adalah sama dan berlawanan. Dalam frame ini dua foton, sebagai sebuah sistem, memiliki massa sama dengan energi total dibagi dengan c 2. Massa ini disebut massa invarian dari pasangan foton bersama-sama. Ini adalah massa terkecil dan energi sistem dapat dilihat untuk memiliki, oleh pengamat manapun. Hanya massa invarian dari sistem dua-foton yang dapat digunakan untuk membuat satu partikel dengan massa diam yang sama.
   Jika foton terbentuk oleh tabrakan partikel dan anti-partikel yang, massa invarian adalah sama dengan energi total partikel dan antipartikel (sisa energi mereka ditambah energi kinetik), di tengah frame massa, di mana mereka akan secara otomatis akan bergerak ke arah yang sama dan berlawanan (karena mereka memiliki momentum yang sama dalam frame ini). Jika foton dibentuk oleh disintegrasi satu partikel dengan massa diam yang jelas, seperti netral Pion , massa invarian dari foton sama dengan beristirahat massa pion itu. Dalam hal ini, tengah frame massa untuk Pion hanyalah frame mana pion adalah saat istirahat, dan pusat massa tidak berubah setelah hancur menjadi dua foton. Setelah dua foton terbentuk, pusat massa mereka masih bergerak dengan cara yang sama pion yang melakukannya, dan total energi mereka dalam frame ini menambahkan sampai dengan energi massa pion itu. Jadi, dengan menghitung massa invarian dari pasang foton dalam detektor partikel, pasangan dapat diidentifikasi yang mungkin dihasilkan oleh disintegrasi Pion.

Devinisi waktu dengan hubungan energi dan massa

                            Definisi waktu dengan hubungan energi  dan massa

arybroe.blogspot.com

     Abstrak

     Penentuan status yang tepat yang menempati waktu dalam kerangka parameter fisik dasar adalah kunci-tantangan ilmu pengetahuan alam. Di sini kita menggambarkan suatu pendekatan untuk mendefinisikan waktu dengan hubungan energi dan massa atas dasar prinsip kesetaraan Einstein E = mc ². Persamaan berisi waktu panjang sebagai parameter dasar dalam konstanta c alam. Sebuah transposisi dari rumus mengarah pada fakta, waktu yang dapat dianggap sebagai faktor tergantung pada hubungan energi dan massa. Di sini kita menyimpulkan bahwa waktu hanya ada di tempat tertentu, jika energi dan massa memiliki hubungan baik nol atau tak terbatas. Oleh karena itu waktu con-menerus dihasilkan di setiap tempat karena hubungan energi dan massa. Pengenalan terkena konsep fisik waktu dalam rangka parameter mendasar berkorelasi dengan fenomena diamati di alam.

     Pengenalan

           Pengembangan definisi dasar yang valid waktu telah menjadi subyek dari berbagai disiplin penelitian di seluruh  sejarah ilmu pengetahuan. Sebagai bagian dari penyelidikan ini filsuf dari Aristoteles ke St Agustinus, Kant, Husserl dan Heidegger berpendapat pertanyaan sulit dari hakikat dan asal dengan demikian mengungkapkan makna yang mendalam dan kompleksitas yang melekat dalam masalah ini (Sklar 1998, 413-417). Namun demikian, waktu masih tetap misterius sampai tingkat yang tinggi di semua bidang ilmu pengetahuan. namun tidak dijelaskan dalam originasi yang tepat, meskipun dianggap memiliki sifat-sifat alam yang fundamental. Sampai sekarang perdebatan interdisipliner terbuka dan berkelanjutan (Fraser 2001) niscaya mencerminkan tugas yang rumit untuk memahami struktur misterius tersebut.
Waktu memang akan mempengaruhi sejumlah besar hukum alam dan pengejaran ilmiah definisi fisik telah menemukan pelopor dalam tujuan pengaturan itu ke dalam konteks prinsip-prinsip mendasar dalam orang Newton dan Einstein. Konsep Newton mutlak dan universal waktu, dikritik oleh Poincaré (1898) dan Mach (1901) digantikan oleh teori relativitas Einstein, mengungkapkan, bahwa setiap tempat memiliki skala waktu tertentu alamnya karena pengaruh gerak dan gravitasi .
Sampai saat ini yang hilang dari definisi yang cocok ditandai apriori oleh hukum alam, dalam arti menjelaskan esensi fisik mungkin waktu. berfokus kepentingan fisik bukan pada pengukurannya (Feynman 1963, 5-2). Sebuah pendekatan terhadap suatu definisi universal menguraikan Namun harus menyertakan fakta bahwa waktu tidak dapat dipahami dan diperbaiki secara eksklusif sebagai besaran fisik yang terukur dan mempertimbangkan waktu status yang tepat menempati dalam kerangka hukum-hukum fisika yang mendasar. Pengembangan penjelasan koheren dan komprehensif mungkin karena itu juga melibatkan kebutuhan untuk meyakinkan meresepkan kausalitas antara waktu dan parameter fisik lainnya dalam arti mendeteksi urutan yang tepat mereka pembentukan. Seperti konsep halus akan melayani untuk pemahaman yang lebih mendalam bahkan fenomena fisik seperti itu, yang saat ini belum sepenuhnya dijelaskan oleh konsultasi interpretasi saat ini.
Definisi waktu sebagai unit dasar memiliki akar sejarah yang signifikan dan penyesuaian sebagai unit dasar SI telah dilakukan dengan tingkat tinggi refleksi.
Sejak tahun 1967, definisi yang valid dicapai oleh resonansi gelombang mikro frekuensi (9,2 gigahertz) dari atom cesium 133. Untuk meningkatkan akurasi, pada tahun 1997 telah menambahkan bahwa definisi ini mengacu pada atom caesium dalam keadaan dasar pada suhu 0 K (Biro Internasional des Poids et Mesures 1998). Penyesuaian saat ini, berlaku di bawah prasyarat hubungan relatif konstan energi dan massa sebagai hadir di bumi adalah alam konvensional. Berdasarkan pengalaman lokal, tidak memperhitungkan efek relativitas waktu dikenakan. Definisi diperpanjang, presup-berpose klaim diterapkan secara umum harus mempertimbangkan kebutuhan untuk menjaga validitas bila diterapkan pada ekstrim relativi-stic situasi.

     Definisi waktu, ditandai dengan hubungan energi dan massa

           Sehubungan dengan mencapai seperti pendekatan yang signifikan, kita menemukan dengan energi dan massa dua konstanta fisika yang, mengikuti prinsip Einstein tentang kesetaraan, langsung berkaitan dengan waktu parameter dalam persamaan E = mc ². Menurut teori relativitas umum waktu dapat dipengaruhi oleh hubungan energi dan massa (Einstein 1916, 769-822), yang untuk tingkat besar adalah konstan di bumi, tetapi dapat berbeda dengan yang terbaik dalam kondisi kosmis.
          Pemaparan dari model berikut, yang dikembangkan untuk menentukan waktu, tergantung pada asumsi dasar dari energi dan massa menjadi parameter fisika dasar, yang, dalam arti sebuah menjauhkan lebih lanjut dari konsep Newtonian energi dan waktu, harus ditempatkan di depan. Namun waktu panjang, dengan konvensi, secara fisik dianggap sebagai unit dasar. Sebagai hubungan energi dan waktu secara alami diberikan dan terbukti secara eksperimental, energi sebagai akibat harus didefinisikan sebagai istilah tergantung. Namun, telah dilaporkan, saat itu tidak harus selalu diadopsi sebagai unit dasar, dengan keterbatasan dalam konteks parameter fisik dasar, karena menjadi jelas dalam fenomena kosmik (Wheeler 1979, 395-497 1980, 341-375) di tempat dengan hubungan ekstrim energi dan massa (Oppenheimer 1939, 455-459; Hawking 1973) mengungkapkan pertanyaan, mana dari ayat-meter digunakan dalam persamaan Einstein sangat penting dan mana yang harus dianggap sebagai tergantung.
Persamaan Einstein tentang kesetaraan (1905, 639-641) menggambarkan hubungan energi dan massa. Sebuah konversi dari rumus mengarah ke definisi matematika, yang kemudian didefinisikan oleh hubungan jarak konstan dan hubungan energi dan massa. Dimulai dari asumsi, waktu itu adalah istilah tergantung dan energi unit menyenangkan-fundamental, waktu,sangat tergantung pada hubungan energi dan massa dan, hanya ada jika energi dan massa memiliki re-lation yang tidak nol atau tak terbatas. Dalam waktu akibat harus dianggap sebagai fenomena sekunder, hanya muncul dalam situasi di mana energi dan massa memiliki hubungan yang bukan nol atau tak terbatas. Oleh karena itu dapat dianggap sebagai hasil dari suatu proses formatif, yang, hanya di hadapan kedua - energi dan massa sebagai esensialnya 'pencipta' - mulai digerakkan. Proses formatif masing mendasari adalah ledakan besar.
Pendekatan teoritis tampaknya berkorelasi dengan kejadian diamati,Lubang hitam dan krisis besar, semua terdiri dari massa yang tak terbatas dan jumlah minimum energi serta sinar cahaya dalam ruang bebas, terdiri dari saham maksimum energi dan hampir tidak ada massa, adalah fenomena, di mana waktu mencapai batas eksistensi (Wheeler 1980, 341-375; Einstein 1905, 891-921). Hanya di bawah hubungan konstan energi dan massa, seperti di bumi, kita mendapat kesan bahwa waktu adalah istilah utama dan konstan yang menyebabkan imajinasi sinar waktu atau waktu-bar.
     lustrasi dari situasi yang berbeda yang mempengaruhi waktu, yang semuanya tergantung pada dan mulai dengan big bang (1 °). J: berkas cahaya di ruang bebas - hampir tidak ada massa tetapi energi hampir murni → hampir waktu singkat. B: hitam keseluruhan - massa murni, hampir tidak ada energi → hampir waktu singkat. C, D, E: planet yang berbeda dengan hubungan yang berbeda dari energi dan massa yang tidak terbatas atau nol yang menampilkan semua waktu mereka sendiri. Hanya di bawah kondisi konstan tentang hubungan energi bebas dan massa, seperti di bumi, waktu dirasakan seperti sinar atau istilah fisik independen.
Pengaruh umum dari energi dan massa pada waktu juga telah eksperimental menunjukkan misalnya dengan kronometer atom pesawat dan di tanah (Hafele 1972, 166-170). Secara signifikan dan menurut model ini standar valid interval waktu didasarkan pada transisi antara dua tingkat energi dari atom cesium. Ketergantungan akurasi pengukuran pada suhu (0 K) dari atom jelas mengungkapkan ketergantungan pada energi waktu, karena im-terbukti akurasi, keadaan atom disimpan pada tingkat energik kurang lebih konstan.



     Kesimpulan
Waktu, sebagai hipotesis sentral dari pendekatan ini secara terus-menerus dihasilkan di setiap tempat karena hubungan energi dan massa. Jika terus-menerus dihasilkan sebagai diasumsikan, big bang merupakan kebutuhan lebih lanjut untuk memulai generasi ini terus menerus dengan melahirkan hubungan penting dari energi dan massa serta jarak sebagai fenomena primer. Ruang dalam konteks ini seperti pada rumus (299 792 458 m) merupakan prasyarat penting bagi eksistensi waktu. Dari sudut pandang, itu tampaknya terdiri dari satu dimensi linearities, memiliki arah, sehingga memberikan kesan ruang. Kemampuan ini linearities untuk 'berinteraksi' dengan demikian memungkinkan waktu terjadi.
Jika energi, seperti yang kita kira, harus dianggap sebagai elemen utama, aspek kuantisasi yang mungkin dibawa lebih efisien ke dalam konkordansi dengan prediksi relativistik - sebuah tantangan yang masih ternyata sulit diterima dengan bantuan interpretasi saat ini.
Upaya teoritis kami, memungkinkan gagasan dikuantisasi ruang-waktu mungkin mungkin, dari sudut pandang ini melemparkan cahaya baru pada cara relativitas umum dan teori kuantum pemersatu (Amelino-Camelina 2000, 661-664). Uraian yang disajikan di sini tidak mencakup semua aspek dan konsekuensi yang mungkin dari model ini. Meskipun tampaknya logis konsisten, itu harus dibahas dan selanjutnya diverifikasi oleh studi eksperimental.
Torsten Goldmann belajar biologi di Münster dan menerima gelar PhD dari Fakultas Ilmu Pengetahuan Alam pada tahun 1995. Dia dibebaskan dua tahun pasca-doc persekutuan di Institut Max Planck Institut Biokimia di Martinsried. Sejak tahun 1997 ia bekerja di Pusat Penelitian Borstel, Leibniz Pusat Kedokteran dan Biosciences. Ia menerima gelar legendi venia untuk Experimental Medicine dan Biologi Molekuler dari Universitas Lübeck pada tahun 2006. Horst Neitemeier belajar humaniora di Münster dan bekerja di Hornheide Fachklinik di Münster.
     Referensi
1.    Amelino-Camelia, Giovanni (2000), "Tantangan terakhir Quantum Teori itu", Alam 408: 661-664.
2.    Biro International des Poids et Mesures (1998), Le Systeme International d'mempersatukan (SI), Sistem Satuan Internasional (SI), 7th edition. Sèvre, Prancis: Biro Internasional des Poids et Mesures.
3.    Einstein, Albert (1905), "Zur Elektrodynamik bewegter Körper", Annalen der Physik 17: 891-921.
4.    Einstein, Albert (1905), "Ist die Trägheit eines Körpers von seinem Energiegehalt abhängig?", Annalen der Physik 18: 639-641.
5.    Einstein, Albert (1916), "Die Grundlage der allgemeinen Relativitätstheorie". Annalen der Physik 49: 769-822.
6.    Feynman, Richard P. (1963), "Waktu", dalam Richard P. Feynman, Robert B. Leighton dan Matius Sands (eds.), The Kuliah Feynman di Fisika, Vol. I. Reading, MA: Addison Wesley, Sect. 5-2.
7.    Fraser, Julius T., dan Marlene P. Soulsby (eds.) (2001), Studi Waktu. Waktu: Perspektif di Milenium, Vol. 10. Westport: Bergin & Garvey.
8.    Hafele, Joe C, dan Richard E. Keating (1972), "Sekitar-Dunia-Jam atom: Prediksi keuntungan Waktu relativistik", Sains 177: 166-167.
9.    Hafele, Joe C, dan Richard E. Keating (1972), "Sekitar-the-Dunia Jam atom: diamati keuntungan Waktu relativistik", Sains 177: 168-170.
10.    Hawking, Stephen W., dan George FS Ellis (1973), Struktur Skala Besar dari Ruang-Waktu. Cambridge: Cambridge University Press.
11.    Mach, Ernst (1901), Die Mechanik di ihrer Entwicklung, edisi ke-4. Leipzig: FA Brockhaus.
12.    Oppenheimer, Julius R., dan Hartland Snyder S. (1939), "Pada kontraksi gravitasi kelanjutan", Physical Review 56: 455-459.
13.    Poincaré, Henri (1898), "La mesure du temps", Revue de Métaphysique et de Moral 6: 1-13.
14.    Sklar, Lawrence (1998), "Waktu", dalam Edward Craig (ed.), Routledge Encyclopedia of Philosophy, Vol. 9. London: Routledge 413-417.
15.    Wheeler, John A. (1979), "Frontiers waktu", di Guiliano Toraldo di Francia (ed.), Permasalahan dalam Yayasan Fisika. Prosiding Sekolah Internasional Fisika 'Enrico Fermi, Lapangan LXXII. Amsterdam: North-Holland, 395-497.
16.    Wheeler, John A. (1980), "Di luar lubang hitam", dalam Harry Woolf (ed.), Beberapa Keanehan dalam Proporsi ini: Sebuah Simposium Centennial untuk Rayakan Medali Albert Einstein. Reading: Addison Wesley, 341-375.