От маленького до гигантского.
Материя – это все, что имеет массу и занимает пространство. Это атомы, молекулы, камни, планеты, звезды, галактики и т. д.
Энергия – это способность совершать работу или вызывать изменения, такие как тепло, свет, движение, электричество и т. д.
Материя и энергия связаны знаменитым уравнением Эйнштейна Е = мс^2, где E — энергия, м — масса, а c — скорость света в вакууме.
Это уравнение говорит, что материя может быть преобразована в энергию и наоборот, но в соотношении НЕ один к одному.
Скорость света — очень большое число (около 300 000 км/с), поэтому, возведя его в квадрат, мы получим еще большее число (около 90 квадриллионов км).
Это означает, что небольшое количество материи может произвести очень большое количество энергии, и наоборот, большое количество энергии может произвести лишь маленький кусочек материи.
Если посмотреть на реакцию ядерного деления, можно увидеть, что тяжелый атом, такой как уран, распадается на два более легких атома и высвобождает некоторое количество энергии и частиц.
Масса новых атомов несколько меньше массы исходного атома, а разница переходит в энергию по закону Е = мс^2.
Так работают атомные электростанции и атомные бомбы.
С другой стороны, в реакции ядерного синтеза два легких атома, таких как водород, сливаются в более тяжелый атом, такой как гелий, и выделяют некоторое количество энергии и частиц.
Масса нового атома несколько меньше массы исходных двух атомов, а разница преобразуется в энергию по Е = мс^2.
Так работают звезды и водородные бомбы.
Как мы увидели выше, небольшое количество материи может создать большое количество энергии и наоборот, в зависимости от типа протекающей реакции.
Коэффициент преобразования между материей и энергией очень высок – скорость света в квадрате (c^2), поэтому для совершения обмена необходимо намного меньше материи, чем энергии, или намного больше энергии, чем материи.
И для примера, чтобы создать один грамм материи вам понадобится около 90 тераджоулей энергии. Это очень много энергии. Ее можно получить при сжигании 300 миллионов кубометров природного газа. Или взорвать парочку атомных бомб (типа – Толстяк и Малыш). И это, чтобы создать всего 1 грамм материи!!! А сколько нужно энергии чтоб создать целую Вселенную? Жуть, просто.
