Einsteinův slavný vzoreček

Dnes máme výročí slavného Einsteinova vzorečku E=mc^².

Začneme malou odbočkou do zákulisí Událostí tady na Signálech. Funguje to zhruba tak, že jsou vypsána témata k jednotlivým dnům (popř. si sami nějaké vypíšete) a ty si v redakci (jak vznešeně to zní, že?) rozebereme. A když na dnešní den bylo volno u tématu "Einstein publikoval teorii relativity", tak jsem po tom skočil, jak slepice po flusu. Jenomže se časem ukázalo, že vůbec není jasné, co se toho 26. září vlastně událo a jaký to byl vlastně rok. Začala malá detektivka, kterou rozřešil ViZ. Jde o dodatek k Einsteinově speciální teorii relativity, který vyšel 26. září 1905.

Každý z vás už tento vzoreček určitě někdy někde viděl, ale už ne každý ví, co ve skutečnosti znamená. Jsem na vážkách, zda pro ctěné signální čtenářstvo trochu poodkrývat tajuplnost teorie relativity. Ti z vás, kteří se o problematiku zajímají, už jistě všechno mají dávno v malíčku, ty ostatní bych mohl unudit k smrti. Dokonce i ty, kteří prahnou po odkrývání záhad a nyní se jim otvírá záhada tohoto krátkého, ale významného vzorečku. Rozhodl jsem se pro jistý kompromis, kdy jenom naznačím a případné otázky můžeme vyřešit v komentářích, popř. můžu napsat další samostatný článek.

Speciální teorie relativity pojednává o tom, co se děje s objekty, které se pohybují rychlostí blížící se rychlosti světla. Říká, jak se nám začnou jevit zkrácené (takže bychom rychle letící metrovou tyč viděli třeba jako půlmetrovou), projeví se dilatace času (zdálo by se nám, že pro onu letící tyč ubíhá čas pomaleji, třeba kdyby na sobě měla pověšené hodiny) a nebo bychom naměřili vyšší hmotnost (takže kdyby ta metrová tyč vážila třeba kilo, my bychom jí mohli naměřit třeba 10 kilo) a další podobné podivnosti.

A teď se dostaneme k oné záhadné formuli, é rovná se em cé na druhou. Co to vlastně znamená? E je energie, m je hmotnost a c je rychlost světla. Tento vzoreček neříká nic jiného, než že veškerá energie ukrytá v látce se rovná její hmotnost vynásobená rychlostí světla na druhou. To je ale ohromné číslo. Rychlost světla je téměř 300 000 km/s (což znamená, že světlo je schopno za vteřinu obletět zeměkouli asi 7,5 krát), takže kdybychom uvolnili energii z jednoho kilogramu nějaké (jakékoliv) látky, dostali bychom energii 9×10^¹⁶ J. Umíte si takové číslo představit? Odhaduje se, že ve vesmíru je 10^{^11} hvězd. Spočítá někdo z vás hvězdy na obloze? A to vidíme jen malou část tohoto odhadovaného počtu. A nebo jinak, trochu hrůzostrašněji - tato energie je výbuch více než 21 megatun TNT. Výbuch atomové bomby nad Hirošimou by proti tomu bylo jen takové škytnutí.

Naštěstí moderní technika nezvládne uvolnit tolik energie a ani dlouho nebude, takže se teoreticky nemáme čeho bát. Ale možná už někteří pochopili, proč mají někteří vědci obavu, že lidstvo zničí samo sebe.

Závěrům Einsteinových teorií z počátku nechtěl nikdo věřit, dokonce Nobelovu cenu, kterou Einstein dostal, byla udělena za jiné jeho práce (především za vysvětlení tzv. fotoelektrického jevu), ale dnes je na jeho práci postavena celá řada moderních vynálezů, které každodenně používáme.

Závěrem bych jen doplnil, že Einstein o několik let později publikoval tzv. Obecnou teorii relativity, z které plynou ještě daleko šílenější a nepochopitelnější důsledky, než které jsem tu zmínil. Dokonce tak šílené, že ani sám Einstein jim neuvěřil, dokud nebyly nějakým způsobem objeveny, či dokázány (jako například takové černé díry, jejichž existenci teoreticky spočítal jistý Karl Schwarzschild, jen tak mimochodem, když se "nudil" v zákopech během první světové války a které se braly jen jako taková matematická hříčka, dokud jejich existenci nepotvrdil Hubblův teleskop).

/SirPesZ/

Zdroje:

Především studium na SPŠ Nové Město nad Metují a na ČVUT FEL