10 formler, der forandrede verden: Formlernes popstjerne er også fysikkens sorte samvittighed

I dag kender de fleste Albert Einstein, mange har hørt om relativitetsteorien, og formlen E=mc² ser nok ikke helt fremmed ud.

De fem små tegn er essensen af den verdensberømte Albert Einsteins relativitetsteori, der blev udgivet i 1905.

“Det, der fascinerer mig mest ved E=mc², er alt det, der ligger i den. Den forståelse, der ligger bagved,” siger Ulrik Ingerslev Uggerhøj, der er institutleder på Institut for Fysik og Astronomi på Aarhus Universitet.

I Akademikerbladets nye podcast '10 formler, der forandrede verden', der er støttet af Carlsbergfondet og produceret af MonoMono, forklarer han, hvad der gør E=mc² til formlernes popstjerne.

Hør afsnittet ovenfor, eller læs videre her.

Æblet og stikdåsen

Det nyskabende i Einsteins formel er, at den viser, hvordan energi og masse så at sige er to sider af samme sag.

Forestil dig et æble, der vejer 100 gram.

Det virker måske ikke af meget, men mængden af energi, der er indlejret i æblet, er enorm. Ved hjælp af E=mc² kan vi regne ud, at æblet indeholder cirka 9 millioner megajoules. Det svarer i runde tal til det, vi får ud af Amagerværket på et halvt år.

I teorien, naturligvis. 

“Eksemplet med æblet er meget teoretisk, for der findes ikke en måde at frigive æblets indlejrede energi. Så det, Einsteins formel har lært os, er, at det på partikelniveau godt kan lade sig gøre at omdanne masse til ren energi,” siger Ulrik Ingerslev Uggerhøj, der selv har lavet eksperimentelle undersøgelser på det fælleseuropæiske forskningscenter CERN.

Da formlen blev udgivet, var det de færreste, der troede på, at den ville fungere i praksis. Men senere viste eksperimenter, at den var god nok. 

Lidt over 30 år senere lykkedes det at spalte en atomkerne og på den måde frigive indlejret energi. Den proces kaldes fission, og det er den, der i dag anvendes til at producere strøm i et kernekraftværk.

To gange sort samvittighed

Selvom formlen har været altafgørende for vores forståelse af fysik og verden, rummer den også historien om, hvordan anvendelsen af viden kan være fatal.

Relativitetsteorien kaldes af nogle for fysikkens sorte samvittighed, og det er der to store grunde til. Atombomberne over Hiroshima og Nagasaki.

Relativitetsteorien er på en måde både et symbol på fysikkens vidunder og uløseligt forbundet med atombomben.

“For mig at se, er det ikke videnskaben, der har gjort noget forkert i at finde E=mc². Jeg tror, at det er en drift, at vi mennesker gerne vil vide, hvordan naturen er skruet sammen. Det, der går galt og giver død og ødelæggelse, er menneskers anvendelse af den viden,” siger Ulrik Ingerslev Uggerhøj i podcasten.

Solens energi og grøn fremtid?

Hvis man skal træde på den store klinge, har formlen forklaret, hvordan kilden til liv på jorden fungerer, forklarer Ulrik Ingerslev Uggerhøj. Nemlig solens energi.

Før Einstein udgav sin relativitetsteori, var videnskabens bedste bud, at det var tyngdekraften, der fik solen til at skinne.

Med E=mc² lærte man, at der på solen sker fusionsprocesser, hvilket betyder, at to atomkerner smeltes sammen, og det er den proces, der frigiver den livsvigtige energi.

I dag er det den proces, som videnskabsfolk arbejder for at prøve at tøjle her på jorden.

For hvis vi lærer at kontrollere fusionsprocessen - hvor to atomkerner smeltes sammen og frigiver energi - kan det betyde, at næsten uanede mængder energi bliver tilgængelige.

Men det har lange udsigter. Da Ulrik Ingerslev Uggerhøj begyndte på fysikstudiet, regnede man med at have knækket fusionskoden inden for 30 år. fortæller hun. Det er nu 20 år siden, og i dag taler man stadigvæk om, at det kan ske om 20-30 år.

"Der er utrolige teknologiske udfordringer forbundet med det, som først skal overstås, og man kommer ikke uden om, at det også vil generere affald. Det vil derfor ikke være nogen mirakelkur, men det er dog et vigtigt perspektiv," siger han.

Hør hele podcasten, hvor du normalt finder podcasts.