质能等价方程推导过程
不过爱因斯坦当年在论文中并没将c²的来历交代十分清楚,因此还被颇有争议,但事实证明爱因斯坦并没错,也许他觉得太简单而被省略而已,不过E=mc²还有一个更容易理解的推导过程。
吉姆·巴戈特的《量子空间》中介绍了另一种质能方程的推导过程,不过他却是用到了黑洞以及史瓦西半径这些到广义相对论后才有的概念,当然我们不理会这个问题,能理解即可!
前提条件:质量为m的物体在引力场中的总能量等于动能 势能,那么假如物体在引力场中达到最大能量,那么势必要在史瓦西半径处达到光速,此时系统总能量为:
E=E动 E势=mv² /2 GmM/R
史瓦希半径计算公式为:
R=2GM/C²
将这个公式代入上式为:
E=mv² /2 GmMC²/2GM=mv² /2 mc²/2
当质量为m的物体到达史瓦希半径位置时,速度达到光速,动能公式中的v即可以C代替,因此得到:E=mc²
这个推导过程简单暴力,当然物体达到光速是不可能的,所以只是理论值而已,而现实中可能完成真正E=mc²,也只有宇宙大爆炸时条件下才能达到,在实验室里也曾接近过这个条件,大约是宇宙诞生约10^-12时的条件,距离大爆炸诞生瞬间的10^-43S还远得很。