הנוסחה אליה אתה מתייחס הופיעה לראשונה בתורת היחסות הפרטית שפרסם אלברט איינשטיין בשנת 1905 והיא מתארת את תופעת שקילות מסה-אנרגיה. על פי הנוסחה חומר בעל מסת מנוחה יכול להפוך לאנרגיה ואנרגיה יכולה להפוך לחומר בעל מסת מנוחה. החלק הראשון די ברור ומוכר לנו מחיי היום יום; השמש, האש ועוד דוגמאות רבות אחרות הופכות חומר לאנרגיה. לעומת זאת החלק השני של המשפט לא מוכר מחיי היום-יום והוא הרבה פחות אינטואיטיבי.

על מנת ליצור חומר מאנרגיה התופעה הבאה צריכה להתרחש: התנגשות של חלקיק חומר ואנטי-חומר. בתהליך ההתנגשות שני החלקיקים מתאיינים (מושמדים לחלוטין). זוהי הדרך היחידה הידועה כיום ליצור 100% אנרגיה ממסה נתונה. במקרים מסוימים יכולים להיווצר מהאנרגיה זו שני חלקיקים חדשים .

תהליכים כאלו בקנה מידה קטן יכולים להתרחש במאיצי החלקיקים הגדולים בעולם.

חשוב לציין שבכל המקרים במערכת סגורה סכום המסה/אנרגיה נשאר קבוע ולא משתנה (אין יצירה של יש מאין).

מאת: ד"ר מאיר ברק
המחלקה לביולוגיה מבנית
מכון ויצמן למדע

הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.

8 תגובות

  • א.עצבר

    מסה אינו מושג מדעי

    המושג מסה , אינו מושג מדעי.
    המושג אורך הוא מדעי, כיוון שיש לנו ידיעה טבעית המסוגלת לזהות – כמות מוחלטת של אורך –
    ( כמו לדוגמה אורך של עיפרון , שאורכו הוא אורכו כמו שהוא מופיע במציאות)
    עם כמות אורך - מוחלטת נבחרת- אפשר ליצור מד אורך. ( סרגל)
    סימן ההיכר של מושג מדעי הוא מכשיר המדידה שלו, שיש לו אמת מידה נבחרת מוחלטת,

    המושג מסה אינו מדעי , כיוון שאין לנו ידיעה טבעית המסוגלת לזהות – כמות מוחלטת של מסה-
    לכן, אי אפשר ליצור מד מסה , וכן אפשר ליצור מד אורך.
    אין לנו ידיעה טבעית המסוגלת לזהות – כמות מוחלטת של מסה – השייכת למטבע של 1 שקל.

    והיות שהמושג "מסה" אינו מדעי, מה הטעם באמירה....מסה נהפכת לאנרגיה ?
    אנרגיה הוא מושג מדעי , ובקלות ניתן ליצור מד אנרגיה עם קפיץ.
    זמן הוא מושג מדעי, ויש לנו ידיעה טבעית המסוגלת להבחין בכמות מוחלטת של זמן, המופיעה בין שתי פעימות לב. הידיעה הטבעית מסוגלת להבחין בכמות מוחלטת של זמן המופיעה , בין שני המצבים הקיצוניים של מטוטלת.
    לכן, אפשר ליצור מד זמן.
    בשלב זה , מסה זה מושג ספרותי....ואיך מושג זה יכול להפוך לאנרגיה ?
    א.עצבר

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאנה גריבנין

    מסה

    ישנן דרכים רבות למדוד מסה. אם מדובר בגוף מאקרוסקופי (גדול) הרי שההגדרה הקלאסית הניוטונית תקפה - ומסה של גוף הינו
    m=F/a
    או, בהנתן שפועל כח מסויים על אותו גוף - היחס בין הכוח לתאוצה שיצבור הגוף.
    על מנת להעריך מסה של חלקיק קטן למשל אלקטרון - ניתן להאיץ אותו בשדה חשמלי ידוע (על מנת לתת לו מהירות ידועה) ואז למדוד את מידת הסטייה שלו ממסלולו המקורי תחת השפעת שדה מגנטי ידוע.
    גם אנרגיה וגם מסה - שניהם מושגים מדעיים שאופן מדידתם הוא לא אינטואיטיבי ונעשה באופן עקיף.

  • איתן

    החומר הראשון של היקום, ממה נוצר המפץ הגדול?

    מהיא הנוסחא להיווצרות החומר הראשון שהוביל למפץ הגדול? אשמח לקבל תשובה לשטח זו, תודה.

  • חיים חביב

    נוסחת החומר הראשון

    שלום איתן,
    אין נוסחה אחידה ומקובלת להיווצרות החומר הראשון מפני שאין עדיין תאוריה רחבה ומקובלת על דרך היווצרותו, או הגורמים להתרחשות המפץ הגדול בכלל.
    מצטער.

  • יאיר בן עמרון

    ההסבר לא היה ברור כלל

    הסברתם כיצד מסה הופכת לאנרגיה היטב,
    אבל השאלה עסקה במקרה ההפוך של הפיכת אנרגיה למסה.
    ההתייחסות היחידה לשאלה הייתה במשפט:
    "במקרים מסוימים יכולים להיווצר מהאנרגיה זו שני חלקיקים חדשים".

    מהם המקרים? האם התשובה היא "כן"?
    האם ניתן ליצור תיאורטית מסה מאנרגיית חום, לדוגמה?

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאבי סאייג

    הבהרה

    צודק. כן אפשר להפוך אנרגיה למסה - על ידי האצה של חלקיקים למהירות גבוהה ביותר (מתן אנרגיה קינטית להם) - ואז לגרום להם להתנגש בחלקיק אחר. ברגע ההתנגשות האנרגיה הקינטית מומרת לחומר - ונוצרים חלקיקים חדשים (זה עקרון הפעולה של רוב המחקר בפיזיקת החלקיקים).
    אנרגיית חום - זה מדד למהירות ממוצעת של חלקיקים - ולמעשה זה בדיוק הניסוי שתיארתי למעלה. אז למעשה אפשר לומר שכן.
    ד"ר אבי סאייג

  • יאיר בן עמרון

    המון תודה על ההבהרה

    נשמע בהחלט נושא מרתק.

  • עוז

    יש עוד דרך

    התאיינות יוצרת קרינה בעיקר, ויש עוד מצב שבו אנרגיה יוצרת מסה.
    כשמאיצים גוף במהירויות גבוהות, חלק מאנרגיית התנועה שלו מומרת למסה, ולכן אי אפשר להניע מסות במהירות האור, כי 100% מאנרגיית התנועה תהפוך אז למסה, ויצטרכו אנרגייה אינסופית להניע את המסה.