Η ύλη είναι μια αποθήκη ενέργειας όπως ένα σφουγγάρι απορροφά νερό ή η ίδια η ύλη είναι συμπιεσμένη ενέργεια; Η ύλη και η ενέργεια είναι δηλαδή δύο διαφορετικά πράγματα που μαζί αποτελούν τη μάζα ενός σωματιδίου; Μέχρι τώρα νόμιζα ότι ύλη και ενέργεια είναι το ίδιο αλλά βλέποντας τις εξισώσεις της σχάσης και της σύντηξης δεν μπόρεσα να καταλάβω πως η ύλη μετατρέπεται σε ενέργεια. Επειδή δεν ξέρω αν χρησιμοποιώ σωστά τον όρο ύλη όταν γράφω «ύλη» δεν εννοώ ένα μόριο αλλά ένα στοιχειώδες σωματίδιο (κουάρκ , ηλεκτρόνιο) χωρίς καμία ενεργειακή κατάσταση.
Ένα σφουγγάρι απορροφά νερό και το αποθηκεύει, αλλά το σφουγγάρι και το νερό είναι δύο διαφορετικά πράγματα. Ο ατμός και το νερό είναι το ίδιο αλλά σε διαφορετικές καταστάσεις. Η ύλη και η ενέργεια τελικά τι είναι; Είναι το ίδιο σε διαφορετικές πυκνότητες ή στην ύλη αποθηκεύεται ενέργεια;
E=mc^2. Η σχέση αυτή ουσιαστικά μας λέει ότι η μάζα ηρεμίας ενός σώματος επί το τετράγωνο της ταχύτητας του φωτός ισοδυναμεί με μια ποσότητα ενέργειας Ε. Δηλαδή πράγματι θα μπορούσε κανείς να πει ότι η μάζα είναι μια μορφή ενέργειας όπως για π.χ η κινητική ενέργεια, η χημική κτλ.
Αλλά Νικο ρωτάω για την ύλη. Νομίζω ότι η ύλη και η μάζα δεν είναι το ίδιο. Θα μπορούσε για παράδειγμα ένα νετρόνιο να εξαυλώνεται και να μας δίνει μία ποσότητα ενέργειας;
η μάζα είναι εγγενής ιδιότητα της ύλης. Ορισμός της ύλης δεν νομίζω οτι μπορεί να ορισθεί επακριβώς αλλά συνήθως την ύλη και την μάζα δεν την διαχωρίζουμε στην φυσική.
Αν εξαυλωθεί ένα νετρόνιο ή οποιοδήποτε άλλη ποσότητα ύλης (πχ ένα ηλεκτρόνιο) θα μας δώσει ισοδύναμη ποσότητα ενέργειας σύμφωνα με τη σχέση E=mc^2.
Η μάζα που έχει ένα νουκλεόνιο όταν είναι ελεύθερο και μακριά από άλληλεπιδράσεις δεν είναι ίδια με αυτή που του αναλογεί σαν μέλος του συνόλου των νουκλεονίων ενός πυρήνα. Όταν είναι δέσμιο στον πυρήνα, αν διαιρέσουμε την πραγματική μάζα του πυρήνα δια το πλήθος των νουκλεονίων, η μάζα που αναλογεί στο ένα είναι μικρότερη από τη μάζα του ελεύθερου νουκλεονίου. Έτσι στο παράδειγμα της σύντηξης που έφερες, η μάζα του αριστερού μέλους της αντίδρασης είναι μεγαλύτερη της συνολικής μάζας του δεξιού μέλους. Από τη διαφορά αυτή πηγάζει η ενέργεια που εκλύεται κατά την αντίδραση. Η μάζα του ηλεκτρονίου και του αντινετρίνου που εμφανίζονται δεξιά, είναι ασήμαντη για να ισοφαρίσει τη διαφορά μάζας που οφείλεται στα νουκλεόνια. Τώρα στην ερώτηση γιατί η μάζα των νουκλεονίων να είναι μικρότερη όταν αυτά είναι δεσμευμένα μέσα στον πυρήνα, η απάντηση είναι πως αυτό συμβαίνει γιατί μέρος της μάζας τους έχει μετατραπεί σε ενέργεια σύνδεσης. Δηλαδή είναι αποταμιευμένη στις πεδιακές δυνάμεις που συγκρατούν δέσμια τα νουκλεόνια.
Ευχαριστώ Νίκο και NIK-ATHENIAN για τις απαντήσεις σας, αλλά μου δημιουργούνται αλυσιδωτές απορίες σαν τις αλυσιδωτές αντιδράσεις της σχάσης.
Θα ήθελα να ρωτήσω κατ΄ αρχήν εάν είναι δυνατόν ένα νουκλεόνιο ή ηλεκτρόνιο να εξαϋλωθεί πλήρως και να μας δώσει μόνο ενέργεια;
Ακόμα στην αντίδραση της σχάσης έχουμε 3 νετρόνια τα οποία, εάν κατάλαβα σωστά, έχουν μικρότερη μάζα από αντίστοιχα ελεύθερα νετρόνια, άρα θα λέγαμε ότι αυτά τα σωματίδια δεν είναι πλέον νετρόνια; Και αν συνεχισθεί αλυσιδωτά αυτή η αντίδραση, αυτά τα σωματίδια πως θα ενωθούν με άλλους πυρήνες, θα έχουν τις ίδιες ιδιότητες και κάποια στιγμή εάν συνεχισθεί η σχάση θα έχουν πολύ μικρή μάζα;
Επίσης για τη μάζα λέμε ότι εάν κινείται κοντά στην ταχύτητα του φωτός αυξάνεται η μάζα του αλλά εκεί εννοούμε ότι αυξάνεται η αδράνειά του και όχι η ποσότητα της ύλης του. Δηλαδή διαχωρίζουμε σαν έννοιες τη μάζα από την ύλη. Ενώ εδώ δεχόμαστε ότι μάζα και ύλη είναι το ίδιο. Και η ενέργεια, δεν θα μπορούσαμε να τη συμπεριλάβουμε στην έννοια της μάζας; Δηλαδή ο πυρήνας ενός ατόμου να λέμε ότι έχει μάζα ίση με τα νουκλεόνια και την ενέργεια που απαιτείται για να παραμείνει σταθερός; Και κατά τη σχάση, όταν πλέον θα έχουν δημιουργηθεί δύο μικρότεροι πυρήνες και θα χρειάζεται μικρότερο ποσό ενέργειας για τη συγκράτηση των πυρήνων, η μάζα (ενέργεια) ελευθερώνεται;
Μήπως μπορούμε να πούμε ότι οι μαύρες τρύπες αποτελούνται από καθαρή ύλη;
Τέλος πάντων, επειδή έγραψα πολλά δεν περιμένω απαντήσεις σε όλα, θα ήθελα έστω να γράψετε συνοπτικά ποια είναι σωστά και ποια όχι, για να μην μπερδέψω και κανέναν άλλο επισκέπτη του forum.
Θα ήθελα να ρωτήσω κατ΄ αρχήν εάν είναι δυνατόν ένα νουκλεόνιο ή ηλεκτρόνιο να εξαϋλωθεί πλήρως και να μας δώσει μόνο ενέργεια;
Profanos. Ayth einai kai h diadikasia eksayloshs somatioy - antisomatioy. To apotelesma einai somatia xoris maza kai mono me energeia (fotonia dhladh).
Το νετρόνιο του αριστερού μέλους της σχάσης και τα 3 νετρόνια του δεξιού μέλους είναι όλα ελεύθερα νετρόνια και έχουν τη μάζα των ελεύθερων σωματιδίων δηλ μεγαλύτερη από αυτή που έχουν τα νετρόνια μέσα στους πυρήνες του ουρανίου, του βαρίου και του χρωμίου.
Το γεγονός ότι σε ένα νετρόνιο δέσμιο σε πυρήνα του αναλογεί μικρότερη μάζα από αυτή που έχει ως ελεύθερο, δεν σημαίνει ότι χάνει τις ιδιότητες των αλληλεπιδράσεών του με τα άλλα σωματίδια. Οι ιδιότητες αλληλεπίδρασης εξαρτώνται από το φορτίο, το σπιν, τα κουάρκς που το απαρτίζουν κ.λ.π.
Αυτό που χαρακτηρίζει τους νέους πυρήνες που προήλθαν από μια σχάση είναι ότι έχουν μικρότερη ενέργεια σύνδεσης ΑΝΑ ΝΟΥΚΛΕΟΝΙΟ, και αυτή η ιδιότητα τους κάνει να είναι πιο σταθεροί από τον μητρικό πυρήνα. Στη σταθερότητα δηλαδή ενός πυρήνα δεν μετράει πόση συνολικά ενέργεια είναι αποταμιευμένη για να τον συγκρατεί αλλά πόση αναλογεί σε καθένα νουκλεόνιο. Συγκρίνοντας τώρα μάζες, ισχύει ότι η συνολική μάζα ηρεμίας των προϊόντων της σχάσης είναι μικρότερη από την συνολική μάζα ηρεμίας των αντιδρώντων. Ακριβώς αυτή η ελάττωση της μάζας και το ισοδύναμό της σε ενέργεια, είναι η ενέργεια που ελευθερώνεται κατά τη σχάση και παίρνει τη μορφή κινητικής ενέργειας των θραυσμάτων.