Из чего состоит Энергия?

Энергия не состоит ни из чего, энергия — это термин, используемый для описания свойств материи и нематериальных полей. Например, когда материя имеет скорость, говорят, что она обладает кинетической энергией. Существуют также различные формы потенциальной энергии. Эти формы энергии могут увеличивать или уменьшать друг друга, но когда все формы складываются вместе, значение остается постоянным.

Рассмотрим случай тепловой энергии. Очень долго люди думали, что теплота есть проявление вещества под названием флогистон (см. эту статью). Считалось, что поток этого вещества в вещи и из них был средством изменения температуры. В конце концов люди пришли к пониманию того, что теплота является эмерджентным свойством коллективного движения частиц материалов. Таким образом, понятие тепловой энергии перешло от понятия вещества к описанию свойства (в частности, движения) материи.

Я попробую это, так как это всплыло еще раз.

Начнем с того, что когда мы используем релятивистские уравнения, мы, так или иначе, находимся в области физики элементарных частиц/ядер.

В формуле, которая вас озадачивает,$E = mc^2$, масса тоже переменная. Таким образом, это уравнение, которое дает эквивалентность одной переменной другой. Итак, как заметили другие, эта формула представляет собой математическое удобство, она следует законам сохранения, налагаемым дифференциальными уравнениями, описывающими все системы в микромире, и должна выполняться абсолютно.

Во-вторых, сама масса в вашей формуле является релятивистской массой и может быть определена для всех частиц и систем частиц, движущихся или покоящихся:

$m_r=E/c^2$или эквивалентно$m_r=\gamma\times m_0$

где$m_0$называется массой покоя частицы или системы и представляет собой инвариантную величину относительно четырехмерных преобразований, характеризующую четырехвектор Энергия_импульс системы.$m_0^2=E^2-p^2$где$E$полная энергия системы частиц и$p$общий импульс.

Когда это одна наблюдаемая частица, это масса, которую вы найдете в таблице масс частиц, и ее можно считать строительным блоком материи, какой мы ее знаем, за исключением частиц на пределе.$m_0=0$. Фотон, например, имеет энергию$E=h\nu$, но$m_0=0$

Когда одна частица движется, ее релятивистская масса увеличивается в соответствии с приведенной выше формулой, таким образом$m_r$сама исчисляется в единицах$m_0$— непрерывная переменная, полученная из переменных наблюдаемой системы.

Теперь, если мы углубимся в то, что мы знаем о микрокосме, мы узнаем, что он состоит из частиц, представленных в таблице Стандартной модели , которые играют друг с другом в мяч по очень специфическим правилам, называемым диаграммами Фейнмана . Они взаимодействуют друг с другом, выбрасывая калибровочные бозоны и превращаясь в новые проявления частиц с новыми$m_0$массы, сохраняющие все необходимые квантовые числа. Энергия никогда не плавает сама по себе в вакууме. Он всегда переносится частицей по приведенным выше формулам.

Таким образом, ответ для микрокосма, в двух словах, состоит в том, что ни$m_r$ни энергия не состоят ни из чего. Только$m_0$ существует , а остальные являются математическими определениями, полезными для вычислений. Поскольку макрокосм состоит из частиц микрокосма, это верно и для макрокосма, хотя релятивистские концепции не имеют отношения к достижимым повседневным скоростям.

Мне кажется, у вас определение "энергия" не совсем так. Энергия не является ни реальным физическим состоянием, ни «неосязаемой субстанцией», а лишь скаляром, который присваивается состоянию физической системы, т. е. энергия является инструментом или математической абстракцией свойства физических систем.

Например, можно сказать, что система с нулевой кинетической энергией находится в состоянии покоя.

Используется как абстракция физических систем благодаря простоте работы со скалярами по сравнению с векторными величинами, такими как скорость или положение. Например, в механике можно полностью описать динамику системы на основе кинетической, потенциальной, содержащей механическую энергию, в ньютоновской механике сохраняется свойство, то есть инвариантное во времени.

Энергия – физическая величина, которая встречается в различных формах, участвует во всех процессах изменения физического состояния, трансформируется и передается, зависит от фиксированной системы отсчета и сохраняется.

Итак, каждое тело может обладать энергией благодаря своему движению, химическому составу, местоположению, температуре, массе и некоторым другим свойствам. Энергия определяется как способность выполнять работу. Энергия и работа эквивалентны и поэтому выражаются в одних и тех же единицах.

Тепло — это форма энергии, поэтому существует эквивалентность между единицами энергии и теплотой. Способность работать в заданное время — это сила.

Энергия существует только благодаря некоторому различию. Например, кинетическая энергия существует только относительно двух объектов, поскольку движение можно определить только относительно другого объекта. Точно так же и тепло – это движение в молекулярном масштабе, но здесь мы можем измерить движение молекул относительно других. «Потенциальная» энергия, как mgh, на высоте над землей, тоже только относительно других объектов. Так что действительно, это состояние объекта, которое может быть связано с движением или ускорением (помните, что объект ускоряется под действием силы тяжести). Электрическая и химическая энергия также возникает из-за того, что объекты движутся относительно других или удерживаются против силы. В конечном счете, выполненная работа, или энергия, есть движение с силой на расстояние, в то время как потенциальнаяэнергия существует, потому что объект удерживается против силы, которая заставила бы его двигаться.

Чистая энергия существует из носителей силы, таких как фотоны и глюоны. Эта чистая энергия взаимодействует с чистой материей, чтобы передать ей энергию, которая проявляется как добавление к ней дополнительной материи. Неудивительно, что скорость чистой энергии (с) играет роль в их уравнивании.

Поскольку мы знаем, что все сделано из энергии (путем$e=mc^2$) все имеет массу, и недавно было обнаружено, что тело имеет массу благодаря бозону Хиггса. объект имеет массу больше, чем бозон Хиггса, поэтому мы можем сказать, что энергия состоит из бозона Хиггса.