昨日の話題の続なんだけど
Eテレで放送している
「3か月でマスターするアインシュタイン」
 
内容もも面白そうだったので
NHKテキストを買ってきました
 

 

 

 

8/6に放送したのは

第6話だったようです

 

エネルギー=質量×光速の2乗

 

質量は

エネルギーと一緒という

式ですね

 

アインシュタインは何で

こんなことを

思いついたのでしょうか

 

 

 

 

気になったので

AIに尋ねました

 

この式は

ある式から

導かれたものだそうです

考えが先にあったのでなく

数学から導かれたことが

面白いです

 

数学とは

そう言うものです

 

 

そして正しいと証明したのが

原子爆弾

 

人間とはスゴイものです

 

 

 

 

実は

アインシュタインの脳は

保存されていて

 

 

分析の結果

アインシュタインの脳は

一般の人の脳とは

違う発達をしていたようです

 
科学の世界は
奥が深い
 
 
80億の人が存在しているが
一人として
同じ人はいない
 
今だけでなく
人類が生まれた時からを
含めても
全く同じ反応をしたことは
ない
 
何種類の組み合わせが
存在するのか
生物には・・・
 
科学の世界は奥が深いです
 
 
 
 
 
 
 
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(ChatGPT)

とても良い質問です。
「E=mc2E = mc^2 はどんな式から導かれたのか?」
そして「その式はどうして出来たのか?」という疑問は、相対性理論の核心に関わるものです。

以下、2段階に分けて説明します:


✅ 結論を先にいうと:

アインシュタインは、特殊相対性理論の中で以下の考えから導きました:


元になった式:運動エネルギーと運動量の関係式(相対論的なもの)

古典力学では:

E運動=12mv2E_{\text{運動}} = \frac{1}{2}mv^2

ですが、相対性理論では光速に近づくとこの式は正しくなくなります。
アインシュタインは、相対論に合う新しい「運動エネルギーと運動量の関係式」を導きました。

その結果得られた式は:

E2=(pc)2+(mc2)2E^2 = (pc)^2 + (mc^2)^2
  • EE:全エネルギー(運動+静止エネルギー)

  • pp:運動量

  • mm:静止質量

  • cc:光の速度

この式が、現代物理学で基本とされている「相対論的エネルギー・運動量関係式」です。


そこから静止しているときのエネルギーだけ取り出すと…

物体が静止しているとき、運動量 p=0p = 0 になるので、

E2=(0)2+(mc2)2=m2c4E^2 = (0)^2 + (mc^2)^2 = m^2c^4

したがって、

E=mc2E = mc^2

このように導かれるのです。


③ 「その式はどうしてできたの?」=なぜこの式に至ったのか?

この式は、次のような理論的必然性から生まれました:

  1. 相対性原理(どの慣性系でも物理法則は同じであるべき)

  2. 光速不変の原理(どの観測者から見ても光の速度は一定)

  3. 上記の前提から、時間や長さの概念が変わる(時間の遅れ、長さの収縮)

  4. ニュートンの力学が通用しない場面(高速運動)を扱うには、新しい式が必要

  5. 特殊相対性理論の枠組みで、力やエネルギーの式を再構築した結果、
     「質量もエネルギーの一形態である」と導かれた


🔍 補足:アインシュタインが初めに使った方法(1905年の論文)

  • 光を発する物体を考え、その前後のエネルギーと運動量を比較しました。

  • 光(電磁波)にもエネルギーと運動量があることを使い、

  • エネルギー保存と運動量保存の原則を考えることで、質量の減少=エネルギーの放出と対応づけました。


📝 まとめ

質問 答え
どんな式から導かれた? 相対論的な運動エネルギーと運動量の関係式(例: E2=(pc)2+(mc2)2E^2 = (pc)^2 + (mc^2)^2)
その式はなぜできた? 光速一定+相対性原理から、空間・時間の新しい考え方が必要になり、それに合った力学を構築した結果。

必要なら、実際に式を追って段階的に導出していくこともできます。
ご希望があれば、数式つきの解説も作りますよ。