Pagkakatumbas ng masa at enerhiya

Sa pisika, ang pagkakatumbas ng masa at enerhiya (Ingles: mass–energy equivalence) ay konsepto na ang masa (mass) ng isang katawan ay ang sukat ng nilalaman nitong enerhiya. Sa konseptong ito, ang kabuuang loob na enerhiyang E ng isang katawan na nagpapahinga ay katumbas ng produkto ng kabuuang masa na m na pinarami ng bilis ng liwanag(c) na pinadami sa sarili nito. Kung ang katawan ay hindi gumagalaw relatibo sa nagmamasid, ang pagpaliwanag ay dapat gawin para sa mga epektong relatibistiko kung saan ang m ay ang relatibistikong masa at ang E ang relatibistikong enerhiya ng katawan. Ang konseptong pagkakatumbas na masa-enerhiya ay iminungkahi ni Albert Einstein noong 1905 sa isa sa mga Annus Mirabilis na papel na pinamagatang "Does the inertia of a body depend upon its energy-content?"(Ang inersiya ba ng isang katawan ay nakadepende sa enerhiyang nilalaman nito?). Ang konseptong ito ay inilalarawan ng isa sa pinakilalang ekwasyon sa buong mundo:

${\displaystyle E=mc^{2}\,\!}$

kung saan ang E ang enerhiya, ang m ang masa at ang c ang bilis ng liwanag sa bakyum. Ang pormulang ito ay konsistento na dimensiyonal at hindi dumidipende sa anumang sistema ng natural na unit, ang bilis(skalar) ng liwanag ay itinakda na katumbas ng 1 at ang pormula ay naging identidad na E = m; kaya tinawag na pagkakatumbas na masa-enerhiya.^[1] Ang ekwasyong E = mc² ay nagpapakita na ang enerhiya ay palaging nagpapakita ng relatibistikong masa sa anumang anyo na kunin ng enerhiya.^[2]

Sa karagdagan, sa mga sistema na walang momentum o tintignan sa sentro ng balangkas na momentum, ang ekwasyong E = mc² ay patuloy pa ring nagiging tama. Ang pagkakatumbas na masa-enerhiya sa anuman sa mga kondisyong ito ay nangangahulugan na ang konserbasyon ng masa ay nagiging kailangan ng batas ng konserbasyon ng enerhiya na siyang unang batas ng termodinamiks. Ang pagkakatumbas na masa-enerhiya ay hindi nagpapahiwatig na ang masa ay maaaring ikonberte(baguhin) sa enerhiya at sa katunayan ay nagpapahiwatig ito ng kabaligtaran. Ang modernong teoriya ay nagsasaad na ang masa o enerhiya ay hindi maaaaring mawasak ngunit maaari lang ilipat mula sa isang lokasyon sa ibang lokasyon. Ang masa at enerhiya ay parehong napapanatili ng magkahiwalay sa espesyal na teoriya ng relatibidad at wala sa dalawang ito ang maaaring likhain o wasakin. Sa pisika, ang masa(mass) at materya(matter) ay magka-iba. Ang isang materya, kung nakikitang isa sa mga uri ng partikulo ay maaaring likhain at wasakin ngunit ang mga prekursor(pinanggilangin na materiyal) at mga produkto ng mga gayong reaksiyon ay napapanitili ang parehong orihinal na masa at enerhiya na nakokonserba(conserved) sa buong proseso. Kung itatakada ang m sa E = mc² bilang bilang ng "materya"(matter) imbis na masa(mass) ay maaaring magdulot ng maling resulta depende sa kung anong iba ibang mga depinisyon ng "materya" ang piliin.

Sa paggamit ng pormulang E=mc², maaaring matuklasan na ang munting halaga ng materya ay katumbas ng isang malaking halaga ng enerhiya. Kung ang isang gramo ng materya ay babaguhin(convert) ng buo sa enehiya, ito ay sasapat upang buhatin ang 15 milyong mga katao sa tuktok ng Bundok Everest o magpakaulo ng 55 milyong mga galon ng tubig o magsuplay sa isang bario na mayroong 15,000 mga katao ng elektrisidad sa buong taon.

1. ↑ Flores, F., E. N. Zalta (pat.), The Equivalence of Mass and Energy, Stanford Encyclopedia of Philosophy, nakuha noong Pebrero 17, 2010{{citation}}: CS1 maint: date auto-translated (link)
2. ↑ Paul Allen Tipler, Ralph A. Llewellyn (2003-01), Modern Physics, W. H. Freeman and Company, pp. 87–88, ISBN 0-7167-4345-0 {{citation}}: Check date values in: |date= (tulong)