Az energiának van tömege?

Magának az energiának nincs tömege. Az energia egy fogalom, nem egy önmagában létező valami, csak mi, emberek absztraháljuk létezőként.

Az energia nem más mint potenciálkülönbség. Ez nem teljesen pontos meghatározás, mert a potenciálkülönbség kifejezést leginkább az elektromos feszültségkülönbségre szokták használni. Az energia ennél nagyobb halmaz, az elektromos potenciálkülönbség az energia halmazának egy része, részhalmaza. Az energia halmazába beletartozik az elektromos potenciálkülönbségen kívül minden más olyan hatás is, amely képes valamilyen formában a kölcsönhatásra, munkavégzésre. Így a mozgási energia, a hőenergia, a nyomáskülönbség energiája, stb.

Tehát ha két rendszer között bármiféle fizikai eltérés tapasztalható, akkor az egyik a másikon munkát képes végezni, ha lehetőségük van kölcsönhatni egymással. Ekkor a két rendszer között energiakülönbség mérhető, vagyis a két rendszer között potenciálkülönbség tapasztalható.

Az energia közvetítője a foton (EMH). Magának a fotonnak nincs nyugalmi tömege, mivel nyugalmi állapotú foton sincs. A fotonok mindig fénysebességgel terjednek, így a kölcsönhatások is fénysebességgel terjednek, mert a foton a kölcsönhatások közvetítője. Csak olyan rendszerek között történhet kölcsönhatás, amelyek között potenciálkülönbség áll fenn. Amikor bármiféle kölcsönhatás történik, akkor az egyik rendszer potenciálja csökken, míg a másiké nő a környezethez (megfigyelőhöz) képest. A kölcsönhatás folyamán a két rendszer potenciálkülönbsége (energiaszintjük különbsége) jól meghatározható idő alatt kiegyenlítődik (hőenergiánál a hőmérsékletük, mozgási energiánál a sebességük, elektromos energiánál a töltésük, stb.) Minél nagyobb a két rendszer energiaszintje közti különbség, annál nagyobb energiájú fotonok képében történik a kiegyenlítődés a kölcsönhatás folyamán. A kiegyenlítődési folyamat előrehaladtával aztán egyre kisebbé válik a két rendszer energiaszintje közti különbség, így a kiegyenlítődésért felelős fotonok is egyre alacsonyabb energiaszintűek lesznek.

Tehát maga az energia nem egy önmagában létező valami, így tömeggel sem rendelkezik. Energiáról csak abban az esetben beszélhetünk, ha két rendszernek különböző a potenciálja (munkavégző képessége). Minél nagyobb a két rendszer potenciálja közti különbség, annál nagyobb az egyik rendszernek a másikon történő munkavégző képessége kölcsönhatás esetén. Ez a munkavégző képesség jelenti magát az energiát.

Mivel az energia (valamint ennek mindenféle származtatott mennyisége, energiaáramsűrűség, feszültség, nyomás) az, ami az Einstein egyenletekben szerepel, és ezek határozzák meg a tér görbületét, azaz a gravitációt is, így szerintem sokkal indokoltabb az energiát létezőnek tekinteni, és nem a tömeget.

Amikor tömeget mérünk, akkor is energiát mérünk, csak nem tudjuk, mert a mérleg skáláján nem Joule-ok, hanem kilogrammok szerepelnek.

A kvarkok nyugalmi tömege sokkal nagyobb (sok százszor), mint a proton vagy neutron tömege. Amikor összeállnak protonná, akkor kapunk egy hozzájuk képest egészen könnyű részecskét. Pedig ott van benne az a sok százszoros tömegű 3 kvark. És nem ez a nyugalmi tömeg fogja meghatározni, hogy a proton mekkora gravitációs erőt fejt ki, mekkora a súlya, és ütközésekben hogyan viselkedik. Hanem a proton nyugalmi energiája.

Úgy hogy a tömeg nem hogy ekvivalens az energiával, és az energiának mindig van tömege, hanem ami igazából létezik, az nem is a tömeg, hanem az energia. A tömeg csak egy ezzel arányos segédmennyiség, ami hamarabb elterjedt, így jobban megszoktuk, de igazából semmi szükség rá a fizikában.

Öveges prof. könyvéből:

"82. Mikor nehezebb az órarugó: ha felhúzzuk, vagy ha kitekeredett?"

A válasz:

"A felhúzott órarugó nehezebb, mert energiája nagyobb, mint felhúzatlan állapotban."