Τρίτη, 2 Αυγούστου 2016

Ισοδυναμία Ύλης - Ενέργειας (Ε=mc2)



Αυτόν εδώ τον Κόσμο, τον ίδιο για όλους, ούτε κανείς Θεός ούτε άνθρωπος τον έπλασε, αλλ' ήταν από πάντα και είναι και θα είναι αιώνια ζωντανή φωτιά, που ανάβει με μέτρο και σβήνει με μέτρο.

  Ο Ηράκλειτος Έλληνας (προσωκρατικός) φιλόσοφος, πρώτος έθεσε το ζήτημα και έδωσε λύση της προέλευσης του κόσμου ήδη από τον 5ο π.χ αιώνα.  
Ήταν ο πρώτος άνθρωπος στην Ιστορία του κόσμου που διέβλεψε ότι, εν αρχή ην ενέργεια.
Την ονόμασε πυρ αείζωον, δηλαδή παντοτινή ενέργεια.
Αυτή η ουσία  αλλάζει μορφές. 
Άλλοτε εμφανίζεται με μέτρο και άλλοτε πάλι εξαφανίζεται επίσης με μέτρο.   

Ο Ηράκλειτος δίνει εδώ, για πρώτη φορά την έννοια της αρμονίας και του Λόγου στις Φυσικές μεταβολές.
Ο Λόγος υπεισέρχεται σε όλη την εκδήλωση του ΕΊΝΑΙ σε Κόσμο, κυρίως ως νόμος της (ομοιότητας) των φαινομένων.  

Όλη η εκδήλωση του ΕΊΝΑΙ σε Κόσμο  είναι ενέργεια, που έπηξε και εμφανίσθηκε ως ύλη. 

Στις διάφορες φυσικές μεταβολές της ύλης τρεις είναι οι νόμοι που διέπουν την διαδικασία αυτή.
-Ο νόμος της διατηρήσεως της Ενέργειας. 
-Ο νόμος διατήρησης του ηλεκτρικού Φορτίου.
-Ο νόμος της ομοιότητας των φαινομένων.

Ο τρίτος νόμος είναι αυτός που χαρίζει την αρμονία στα φαινόμενα, είναι αυτός στον οποίο οφείλεται η ομορφιά του Κόσμου.
Και είναι αιτία να αποδοθεί στον Ηράκλειτο η έμπνευση της αποκάλυψης αυτής της ιδιότητας του Κόσμου.
Το όνομα Κόσμος σημαίνει κόσμημα, στολίδι στην Ελληνική γλώσσα.

Η Φυσική τον 20ο αιώνα έχει κάνει άλματα.
Είναι άπειρες οι εφαρμογές των νόμων της Φυσικής που διευκολύνουν την ζωή των ανθρώπων.
Η έρευνα στα εργαστήρια συνεχίζεται με αμείωτο ενδιαφέρον.
Χωρίζεται σε δυο διακεκριμένους κλάδους.
-Την Βασική, που ερευνά θέματα καθαρά επιστημονικού ενδιαφέροντος.
-Την εφηρμοσμένη, που ερευνά προβλήματα της βιομηχανίας.
Η υπό μελέτη εξίσωση E=mc2 προήλθε από βασική έρευνα, όμως τελικά είναι νόμος κοσμικής σημασίας  με  μέγιστο φιλοσοφικό περιεχόμενο.
Οι ερευνητές είναι ειδική κατηγορία επιστημόνων-φιλοσόφων, που ενδιαφέρονται κυρίως για την αλήθεια.
   
Ο Einstein κατέληξε στο ίδιο συμπέρασμα με τον Ηράκλειτο της ισοδυναμίας ύλης και ενέργειας.
Όλη η σοφία και αλήθεια που περιέγραψε ο Ηράκλειτος με τον λόγο, ο Einstein την έκλεισε σε μια απλή μαθηματική σχέση:
                               Ε=mc2

Στην (σχέση Ε=mc2) το Ε είναι ενέργεια, το m μάζα, η ύλη με άλλα λόγια και το c, είναι η ταχύτητα του φωτός, στην δευτέρα  δύναμη. 

Ο αείμνηστος καθηγητής Πανεπιστημίου Καίσαρ Αλεξόπουλος είχε πει στις παραδόσεις του:
Η ικανότητα ενός Φυσικού στην διδασκαλία δεν είναι μόνο η ευχέρεια στον χειρισμό των μαθηματικών σχέσεων.
Αλλά χρειάζεται στη συνέχεια η ποιοτική ερμηνεία των σχέσεων-νόμων. 
Μόνο τότε θα καταλάβει το ακροατήριο την σημασία του φυσικού νόμου, αυτό σημαίνει βέβαια, ότι έχει προηγηθεί η συνειδητοποίηση του νόμου από τον ίδιο τον Φυσικό-Δάσκαλο. 

Στο συγκεκριμένο ζήτημα της ισοδυναμίας ύλης και ενέργειας.
Ο Ηράκλειτος απεδείχθη ικανότατος "Φυσικός", αφού κατάφερε να διατυπώσει με λόγια την μεγάλη αλήθεια της Ισοδυναμίας ύλης και ενέργειας, σαν να ερμήνευε την σχέση του Einstein.

Για να δούμε τώρα πως μπορεί να ερμηνευθεί η σχέση:                                
                                        Ε=mc2



Πολύ Κομψή αυτή η σχέση, δεν μπορεί παρά να είναι και αληθινή.

Κατ' αρχήν να δώσουμε τον ορισμό του φυσικού μεγέθους (Ενέργεια).
Ενέργεια ονομάζεται εκείνο το φυσικό μέγεθος που δηλώνει την ικανότητα παραγωγής έργου.

Το έργο μπορεί να είναι μηχανικό, για παράδειγμα κίνηση.
Χημικό όπως ένωση άνθρακα με το οξυγόνο.
Η καύση βενζίνας στις μηχανές εσωτερικής καύσεως είναι έργο χημικό.

Κάθε Φαινόμενο στον κόσμο συνοδεύεται από μια Φυσική μεταβολή.
Κάθε Φυσική μεταβολή είναι μετατροπή μιας μορφής ενέργειας.


Κυματική Φύση της ύλης.
Ο γάλος Φυσικός Loui de (Broglie) μελετώντας το φαινόμενο της περίθλασης του φωτός ανακάλυψε ότι, ένα φωτόνιο μπορεί να συμπεριφέρεται άλλοτε σαν σωματίδιο και άλλοτε πάλι σαν κύμα. Υπολόγισε μάλιστα το μήκος κύματος του σωματιδίου-κύματος:  λ=h/mv.
Όπου h είναι η σταθερά δράσεως του (Πλανκ) (h=6,6 x 10-34JouleXsec), m η μάζα του φωτονίου και v η ταχύτητά του. 
Επομένως σύμφωνα με την υπόθεση de Broglie προκύπτει το συμπέρασμα, ότι  η  (ύλη) εν γένει, παρουσιάζει κυματικές ιδιότητες και συμπεριφορά.

Με την διαφορά ότι για την ύλη στον μακρόκοσμο το αντίστοιχο μήκος (κύματος) de Broglie είναι τόσο μικρό, που δεν είναι δυνατόν, να ανιχνευθεί ούτε με τις πλέον ευαίσθητες συσκευές.

Για να εκδηλωθεί ο κυματικός χαρακτήρας ενός υλικού σωματιδίου πρέπει να έχει μικρή μάζα της τάξεως της μάζας του ηλεκτρονίου και πολύ μεγάλη ταχύτητα της τάξεως ταχύτητας του φωτός.
Πάντως η κυματική φύση της ύλης είναι γεγονός επιστημονικά αποδεδειγμένο με τις εργασίες των Φυσικών που ασχολήθηκαν με την κβαντική θεωρία με πρώτον τον Loui de Broglie.

Επανέρχομαι στην σχέση  Ε=mc2
Δεδομένης της προηγηθείσης ανάλυσης περί της κυματικής Φύσης της ύλης.
Η ως άνω εξίσωση παριστάνει την Ενέργεια και εμμέσως την κυματική φύση τη ύλης μάζας m.

Η ύλη δεν είναι συμπαγής, αποτελούμενη από μόρια και άτομα.
Τα άτομα παρουσιάζουν μεγάλα κενά μεταξύ των ηλεκτρονίων και πυρήνα.
Τα συστατικά των ατόμων έχουν κυματική Φύση,  υπόθεση de Broglie.
Συνεπώς και ένα "στερεό" σώμα που αποτελείται από τέτοια άτομα θα είναι κι αυτό της ίδιας κυματικής Φύσης.

Υπολογίζω τώρα την ενέργεια μιας πολύ μικρής μάζας ύλης 1 gr από την σχέση  Ε=mc2
Η ταχύτητα του φωτός είναι: 
C=3X108m/sec
Όταν υψωθεί στο τετράγωνο γίνεται: C2=9X1016m2/sec2
Η δε  ενέργεια που αντιστοιχεί σε 1gr ύλης, από την σχέση  Ε=mc2                                      
Ε=10-3KgX91016 m2/sec2=9X1013Joule

Για να αποκτήσουμε ιδέα τι είναι η μονάδα joule την συγκρίνουμε με μια γνωστή από την καθημερινότητα της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας στην ΔΕΗ που είναι η kwh (Κιλοβατώρα).
Μια kwh είναι η ενέργεια που καταναλώνει ηλεκτρική συσκευή ισχύος 1kw επί μια ώρα.
Η σχέση της μονάδος joule με την μονάδα kwh είναι: 1kwh=3.600.000joule.

Δηλαδή με 1 gr ύλης θα μπορούσαμε να λειτουργήσουμε 25.000.000 ηλεκτρικές συσκευές ισχύος 1 kw επί μια ώρα.

Το ανωτέρω παράδειγμα είναι χαρακτηριστικό για την τάξη μεγέθους του ενεργειακού περιεχομένου μικρής μάζας, έστω 1gr, με εφαρμογή της εξίσωσης  Ε=mc2
Σύμφωνα με αυτήν την περίφημη σχέση λοιπόν η ενέργεια που αντιστοιχεί σε ένα 1gr ύλης θα μπορούσε να κινήσει 25.000.000 ηλεκτρικές συσκευές ισχύος 1(ενός) KW επί μια ώρα.
Άν πρόκειται για ηλεκτρικό θερμοσίφωνο ισχύος 1,0 kw και λειτουργία περίπου μια ώρα πριν κάνουμε μπάνιο.
Φαντασθείτε λοιπόν με 1 gr ύλης θα μπορούσαν να κάνουν το μπάνιο τους 25 εκατομμύρια άνθρωποι. 

Η μετατροπή μάζας σε ενέργεια είναι εντυπωσιακή στην (πυρηνική σχάση).
Εκεί το έλλειμμα μάζας που παρατηρείται κατά την σύνθεση των πυρήνων από τα συστατικά τους, αποθηκεύεται στον πυρήνα υπό μορφή ενέργειας σύνδεσης.
Η ενέργεια αυτή απελευθερώνεται υπό μορφή θερμότητας κατά την σχάση.

Η αποθέωση της σχέσης  Ε=mcείναι όταν την εφαρμόσουμε στην συνολική εκδήλωση του ΕΊΝΑΙ σε κόσμο.
Φανερώνει την Φύση της εκδήλωσης.
Η σχέση  Ε=mc2είναι ο νόμος της εκδήλωσης.
Διότι περιέχει το γεγονός, ότι το υλικό της όλης εκδήλωσης είναι ενέργεια.
Και επί πλέον ότι, η Φύση της ύλης είναι κυματική.  

Σύμφωνα και με τον Ηράκλειτο ο κόσμος ολόκληρος είναι μια διαρκής ενέργεια που αλλάζει καταστάσεις διατηρώντας την αρμονία των φαινομένων.



Αντί του ενός 1gr που εφαρμόσαμε την εξίσωση του Einstein, σκεφθείτε να την εφαρμόζαμε για την μάζα ολόκληρου του γνωστού σύμπαντος.
Αποκλείεται  να μας έφτανε η υπολογιστική ισχύς όλων των υπολογιστών του πλανήτη, για να υπολογίσουμε την αντίστοιχη ενέργεια. 

Μπορούμε να δείξουμε την πράξη δημιουργίας του Κόσμου με το ακόλουθο διάγραμμα:

ΕΊΝΑΙ  --->   Ε=mc2  --->Κόσμος.
                         
Η εξίσωση του Einstein είναι ο νόμος που διέπει την Δημιουργία του Κόσμου.
                      
Άνθρωποι σαν τον Ηράκλειτο (5ος π.χ αιώνας) και σαν τον Einstein (20ος μ.χ αιώνας) αποτελούν σταθμό στην Ιστορία του πνεύματος και του πολιτισμού ολόκληρης της ανθρωπότητας.
Η σκέψη και η εργασία καθενός σε μια χρονική διαφορά 25 αιώνων συμπίπτει και οδηγεί στην αλήθεια ότι ύλη και ενέργεια συμπίπτουν σαν έννοιες.

Συνεπώς ο άνθρωπος είναι μια ενέργεια που έχει κάποια υλική μορφή και ως εκ τούτου υπακούει αναπόδραστα στους νόμους που διέπουν την ύλη.
Η (νομοτέλεια) είναι η Φύση και αιτία ύπαρξης του ανθρώπου επί της Γης.
Η συνειδητοποίηση ότι Άνθρωπος Φύση εστί, είναι ο σκοπός της εμφάνισης του ανθρώπου στον κόσμο.
Η Φύση δεν πεθαίνει ποτέ, επομένως ούτε και ο άνθρωπος πεθαίνει. 

Το γεγονός ότι, η δομή της ύλης είναι κυματική, προσδίδει στον ανθρώπινο εγκέφαλο, σ'αυτό το ήλεκτρο-μαγνητικό εργαστήρι, που λειτουργεί με βίο-ρεύματα.
Την δυνατότητα να εκπέμπει τις σκέψεις Του με κύματα.
Η μεταβίβαση σκέψεις οφείλεται σ' αυτά τα κύματα.