Масса

У кого масса больше – у чайника с горячей водой или с таким же количеством холодной, у неподвижного маховика или вращающегося?

Да, масса горячего чайника больше холодного. Да, масса вращающегося маховика с накопленной в нем энергией больше неподвижного. Потому что добавочная масса – это... энергия, заключенная в горячем чайнике и вращающемся маховике! Сколько же весит энергия? Если разогнать ракету до скорости 10 км/с, то прибавка в массе будет примерно на десять порядков меньше чем масса тела в покое. Да ракету в полете и не взвесишь! Можно взвесить вращающийся маховик, но он способен иметь окружную скорость, лишь раз в 10 меньшую, чем ракета, и добавочная масса будет незаметна даже для самых чувствительных весов.

Да, масса горячего чайника больше холодного. Да, масса вращающегося маховика с накопленной в нем энергией больше неподвижного

Но все меняется, если тело разогнано до больших, близких к свету, скоростей. Электрон, например, можно разогнать до скорости, которая лишь на 35–40 км/с меньше скорости света; масса электрона при этом возрастает в 2000 раз и становится даже больше чем неподвижного протона. Но до скорости света никакое тело нельзя разогнать, потому что для этого потребуется бесконечно большая энергия, да и само тело "вберет" в себя массу всей Вселенной, то есть масса тела станет бесконечно большой! Поэтому и нельзя реально это сделать.

Только фотон, может мчаться со скоростью света. И то потому, что в покое фотон ничего не весит, так как масса покоя его равна нулю. А вот масса разогнанного фотона вполне конкретная. Она, правда, очень мала. Так, например, энергия фотона зеленого света 4х10-19 Дж, и это соответствует массе всего в 4,4х10-36 кг! Масса этого фотона почти в 200000 раз меньше, чем в электрона! Правда, с уменьшением длины волны масса фотона растет, и у гамма-лучей она может приблизиться к массе электрона, но все равно это очень мало!

К слову, несмотря на то, что такая масса и энергия ничтожна, человек способен воспринимать уже несколько, всего 3 – 4 кванта, или фотона света! Гордость берет за наше зрение!

Ну а сколько энергии содержит масса 1 кг? Это очень легко вычислить по формуле Эйнштейна:

E = mc²,

где m – масса энергии, кг; с – скорость света в вакууме, или 3x108 м/с.

Итого получается, что энергия, масса которой 1 кг, эквивалентна 9х1016 Дж. Много это или мало?

Если 1 кг бензина, сгорая в 15 кг воздуха, выделяет 46,1х106 Дж, то 1 кг чистой энергии соответствует примерно 32000000 т бензовоздушной смеси! Впечатляет, не правда ли? Такая энергия, если взорвать эту смесь, может стереть с лица Земли крупный мегаполис. Вот почем кило энергии!

Как же ее выделить? Теоретически очень просто: нужно чтобы соединилась соответствующая масса частиц с соответствующей массой античастиц, например, электронов с позитронами или протонов с антипротонами. Можно даже соединить атомы вещества с атомами антивещества и получить аннигиляцию. Но, получить античастицы или антиматерию, хотя и можно, но очень сложно и дорого.

Инструменты