بالرغم من ان اينشتاين قلّل من قيمة الكتلة، وبين انها مجرد شكل بين اشكال لا تحصى من الطاقة، فهي مميّزة بطريقة واحدة: أنها أكثر أشكال الطاقة المعروفة تركيزاً. وبالحقيقة، إن معادلة E=mc² تغلف هذه الحقيقة رمز الفيزيائيون لسرعة الضوء بالرمز c، وهو عدد كبير يعادل 300 مليون م ثانية. وبتربيعه أو بمضاعفته بنفسه، سيكون عدداً أكبر جداً، وبتطبيق المعادلة لكيلو غرام واحد من المادة يتبين انها تحتوي على 9 x 10¹⁶ جول من الطاقة، وهي كافية لرفع سكان العالم بأكملهم إلى الفضاء.

وللحصول على هذا النوع من الطاقة الناشئة عن كيلوغرام واحد من المادة، فإنه من الضروري تحويلها كاملة إلى شكل آخر من الطاقة؛ تلك التي تدمر كل ما في كتلتها. والعمليات النووية في الشمس والقنبلة النووية تحرر 1% من طاقة المادة على كل حال فإنها تجعل الطبيعة تعمل أفضل بكثير من هذا.

ان الثقوب السوداء هي مناطق من الفضاء تكون الجاذبية فيها قوية جداً حيث ان خفة وزنها لا تمكنها من الهروب، وهذا بسبب اسودادها. انها البقية المتروكة عندما يموت النجم الضخم، متقلصاً بشكل كارثي في حجم يتغاضى عن الوجود. وبينما تدور المادة نحو الأسفل في ثقب اسود – أشبه بالماء أسفل ثقب السدادة – يتحرك حول نفسه، مسخناً نفسه إلى غاية التوهج الحراري. والطاقة تتحرر بالضوء والحرارة. وفي حالة خاصة عندما يبرم الثقب الأسود بأقصى معدل ممكن، فإن الطاقة المتحررة تكافئ 43% من كتلة المادة التي تدار للداخل. هذا يعني ان – رطلاً فوق رطل – سقوط المادة على ثقب اسود هو أكثر فعالية بـ 43% مرة من طاقة متولدة عن العمليات النووية لتقوية الشمس أو القنبلة الهيدروجينية.

وهذه ليست نظرية فقط. فالكون يحوي أهدافاً تسمى نجماً زائفاً أو شبه نجم أو مراكز شديدة اللمعان لمجرات حديثة الولادة. وحتى ان مجرتنا درب اللبانة ربما حوت نجماً زائفاً في مركزها خلال شبابها المشاكس خلال العشرة مليارت سنة التي مضت والشيء المربك حول النجوم الزائفة هو انها تضخ طاقة الضوء لمئة مجرة عادية – أي ان هناك عشر ملايين ملايين شمس – وفي منطقة أصغر من مجموعتنا الشمسية. كل تلك الطاقة لا يمكن الاتيان بها من النجوم، فإنه يستحيل ان تكسب 10 ملايين ملايين شمس في حجم صغير من الفضاء. إن بإمكانها أن تأتي فقط من ثقب اسود عملاق رضيع. فالفلكيون يعتقدون بشدة بأن النجوم الزائفة تحوي "كتلة هائلة" من الثقوب السوداء – تصل إلى عشرة مليارات مرة من كتلة الشمس – والتي تلتهم بثبات النجوم الكاملة. لكن حتى الثقوب السوداء تستطيع تحويل نصف الكتلة من المادة إلى اشكال أخرى من الطاقة.

هل هناك عملية تحول كل الكتلة إلى طاقة؟ الجواب هو نعم. فالمادة فعلياً تأتي في نوعين المادة والمادة المضادة. وليس من الضروري معرفة أي شيء حول حقيقة المادة المضادة. وعندما تلتقي المادة والمادة المضادة، فالاثنتان تدمران، أو تفني إحداهما الأخرى، بنسبة 100% من ومضة الكتلة – الطاقة في اشكال أخرى من الطاقة. والآن يظهر كوننا – لسبب لا أحد يعرفه – وكأنه صنع بالكامل من المادة. وهذا ارباك عميق، لأنه عندما تصنع مقادير ضئيلة من المادة المضادة في المختبر، فإن ولادتها تترافق دائماً بمقدار متساو من المادة. ولأنه لا وجود للمادة المضادة في الكون، فإذا أردنا شيئاً يجب علينا أن نصنعه، وهذا صعب. فليس عليك فقط أن تبذل الكثير من الطاقة لتصنعها بل إنها تميل لتفنى حال لقائها بمادة اعتيادية، لذا فمن الصعب تراكم الكثير منها. والعلماء بكل مكان تمكنوا من جمع أقل من جزء من مليار جزء في غرام واحد.

ومع ذلك، إذا كانت مشكلة صنع المادة المضادة من الممكن أن تكون مفرقعة، فسيكون لنا تصور لمصدر قدرة الطاقة الكلية. والمشكلة في كل سفن الفضاء هي أن رواد الفضاء يجب أن يأخذوا كل وقودهم معهم. لكن الوقود يزن الكثير. والوقود يحتاج إلى الكثير لرفعه إلى الفضاء. مثلاً الصاروخ ساتورن 5 يزن ثلاثة آلاف طن، وكل ذلك الوزن – بما فيه الوقود – يحتاج لأخذ رجلين إلى سطح القمر والعودة بهما بأمان إلى الأرض. فالمادة المضادة توفر طريقاً آخر. فسفينة الفضاء تتطلب أي مادة مضادة للتزود بالوقود لأن المادة المضادة تحوي مقداراً هائلاً من الطاقة؛ رطل فوق رطل. وإذا كنا دائمي السفر إلى النجوم، فسوف نضغط آخر قطرة من الطاقة الخارجة عن المادة. وفي رحلة النجوم، سوف نبني سفن فضاء مزودة بقدرة من المادة المضادة.

مواضيع ذات صلة

Relativistic energy

Relativistic mass

Transformation of velocities

The twin paradox

Equivalence of mass and energy

Relativistic dynamics

The Lorentz contraction

Transformation of time

The Michelson-Morley experiment

نظرية المفعول الكهروضوئي ونقد معادلة ط = ك × سر2 للعالم حسن كامل الصباح:

معادلة أينشتاين جامدة المضمون

تاريخ المعادلة المشهورة الطاقة = الكتلة × مربع سرعة الضوء ط = ك × سر2