Ključna razlika između energije i materije je ta što energija nema mjerljivu masu, dok materija ima mjerljivu masu.
Energija i materija dvije su vrlo važne veličine u fizici. Ovi koncepti imaju vrlo važno mjesto u poljima fizike, teorije relativnosti, astronomije, kozmologije, astrofizike i evolucije zvijezda. Iznimno je ključno imati dobro razumijevanje ovih koncepata kako biste bili uspješni u bilo kojem od tih polja.
Što je energija?
Energija je neintuitivan koncept. Pojam "energija" dolazi od grčke riječi "energeia", što znači djelovanje ili aktivnost. U tom smislu energija je mehanizam koji stoji iza aktivnosti. Štoviše, energija nije veličina koja se može izravno promatrati. Međutim, možemo ga izračunati mjerenjem vanjskih svojstava.
Energiju možemo pronaći u mnogim oblicima. Kinetička energija, toplinska energija i potencijalna energija su samo neke od njih. U prošlosti su ljudi mislili da je energija očuvano svojstvo u svemiru, ali razvoj posebne teorije relativnosti promijenio je tu ideju. Teorija relativnosti, zajedno s kvantnom mehanikom, pokazala je da su energija i masa međusobno zamjenjive. Dakle, stvarajući energiju – očuvanje mase svemira.
Slika 01: Električna energija je oblik energije
Međutim, kada nuklearna fuzija ili nuklearna fisija nisu prisutne, energija sustava je očuvana. Kinetička energija je energija koja uzrokuje kretanje objekta, dok potencijalna energija proizlazi iz energije pohranjene unutar objekta, zbog položaja, rasporeda ili stanja objekta. Štoviše, toplinska energija nastaje zbog temperature.
Znanstvenici i dalje vjeruju da postoje druge vrste energije u ovom svemiru, koje tek treba otkriti. Oni su ovu energiju kategorizirali kao tamnu energiju i vjeruju da je veliki udio ukupne energije svemira.
Što je materija?
U prošlosti je materija bila drugo ime za “materijal”. U tom kontekstu materija je bila sve što je opipljivo. Međutim, s Einsteinovim postuliranjem teorije relativnosti 1905., gotovo sve klasično se srušilo. Zatim je pokazao da se valovi ponekad ponašaju kao čestice, a čestice kao valovi. Stoga je ovo bilo poznato kao dualnost val-čestica. To je dovelo do jedinstva između mase i energije; obje ove količine su dva oblika materije.
Štoviše, materiju možemo kategorizirati prema mnogim kriterijima. Po fizičkom obliku možemo ga kategorizirati na plin, tekućinu, krutinu i plazmu. Metodama detekcije možemo je razdvojiti na normalnu materiju i tamnu materiju. Štoviše, prema vrsti mjerene veličine postoji dvije vrste, kao masa i valovi.
Slika 02: Različita stanja materije i mogući prijelazi između njih
Poznata jednadžba E=mc2 daje nam količinu energije koju možemo dobiti iz “m” količine mase. U svemiru je količina materije očuvana. Nadalje, reakcije na suncu dovode do nuklearne fuzije gdje se masa pretvara u energiju. Sudari fotona visoke energije proizvode parove materija-antimaterija gdje se energija pretvara u materiju. U teoriji relativnosti masa nije apsolutna veličina. Masa koja se kreće velikom brzinom u odnosu na promatrača pokazat će veću masu nego masa u mirovanju.
Koja je razlika između energije i materije?
Energija je sposobnost obavljanja rada dok je materija svaka tvar koja ima masu i zauzima prostor tako što ima volumen. Dakle, ključna razlika između energije i materije je ta što energija nema mjerljivu masu, dok materija ima mjerljivu masu. Slično, energija nema volumen dok materija zauzima mjerljiv volumen. Dakle, iz navedenog proizlazi još jedna značajna razlika između energije i materije. To je; energija je svojstvo objekta, dok je materija svaki objekt koji ima masu i volumen.
Info-grafika u nastavku prikazuje više usporedbi povezanih s razlikom između energije i materije.
Sažetak – energija protiv materije
Energija i materija blisko su povezani pojmovi. Još važnije, materija dolazi u dva oblika kao energija i masa. Materija je svaka tvar koja ima masu i volumen, ali energija je svojstvo tvari. Dakle, ključna razlika između energije i materije je ta što energija nema mjerljivu masu, dok materija ima mjerljivu masu.
