Frage von xXFinnPlaysXx, 54

Relativitätstheorie, warum ist meine Ruheenergie so hoch bzw wie ist sie zu verstehen?

Beim ausrechnen kam ich auf 5,14*10^18. Warum ist diese Energie so hoch bzw. wie ist sie zu verstehen und gibt es beispiele/ Veranschaulichungen für diese Energie?

2.Frage: Ist die Energie, welche dabei rauskommt, die Energie die es benötigen würde mich auf Lichtgeschwindigkeit zu bringen oder um meine Geschwindigkeit (v=0) zuhalten?

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von SlowPhil, Community-Experte für Mathematik & Physik, 24

… kam ich auf 5,14*10^18


Ich nehme an, 5,14×10^{18}⁸J (Joule), und ich nehme an, dass Du damit Deine eigene Ruheenergie mc² meinst. Das wiederum würde bedeuten, dass Du etwa m=57kg hast, richtig?


Warum ist diese Energie so hoch…

Was für eine Art Antwort erwartest Du auf eine solche Frage? So, wie Du sie gestellt hast, gibt es darauf ebenso wenig eine seriöse Antwort wie auf die Frage, warum überhaupt etwas und nicht vielmehr nichts sei.

Wenn Du nur wissen willst, wieso die Ruheenergie so weit weg ist von den Energiemengen, mit denen wir es im Alltag zu tun haben, kann eine Antwort sein: Das muss so sein.

Die Gesamtenergie scheint uns hoch, aber wir dürfen nicht vergessen, dass dies keine allzeit verfügbare Energie ist, sondern die absolute Obergrenze dessen, was man durch irgendeinen Prozess aus einem Körper der Masse m gewinnen könnte, einschließlich der Paarvernichtung mit derselben Menge Antimaterie.

Die Formel E=mc² besagt letztlich, dass Masse und Energie - als physikalische Größen - grundsätzlich dasselbe in unterschiedlichen Maßeinheiten ist.

Gehörte die Ruheenergie als Energie zu unserem alltäglichen Erfahrungsbereich, so gälte das auch für Geschwindigkeiten nahe c, und auch die so genannten relativistischen Effekte wären natürlich Alltag.
… gibt es Beispiele /Veranschaulichungen für diese Energie

Klar, bei einem starken Erdbeben werden solche Energien frei. Ein Beben von Stärke 8 soll bis zu 1GT TNT-Äquivalent freisetzen (es ist ja auch viel Gestein in Bewegung zu setzten), das ist mehr als das 16fache der stärksten menschgemachten Explosion ever (über Nowaja Semlja, am 30.10.1961), deren Energie ungefähr 3kg entsprach.

Wir sehen aber täglich (bei klarem Wetter) eine Veranschaulichung solcher und viel höherer Energien: Unsere Sonne strahlt jede Sekunde 3,6 Millionen Tonnen Licht ab.
Ist die Energie, die dabei herauskommt, die Energie, die es benötigen würde, mich auf Lichtgeschwindigkeit zu bringen…

Nein, wenn Du diese Energie als kinetische Energie hättest - natürlich relativ zu einem gewissen Bezugs-oder Referenzsystem, denn die kinetische Energie schlechthin gibt es nicht - hättest Du etwa 86% der Lichtgeschwindigkeit, denn die Gesamtenergie ist

E = mγc² = mc²/√{1 – (v/c)²},

und die ist bei v/c=(√3)/2 gerade doppelt so groß wie die Ruheenergie. Der Lorentzfaktor γ überschreitet jedoch bei v→c jede Grenze, was eine Beschleunigung auf exakt c unmöglich macht, nicht nur technisch, sondern physikalisch.
…oder um meine Geschwindigkeit (v=0) zu halten?

Du hast v=0 nur relativ zu einem gewissen Bezugssystem, das nicht einmal ein sogenanntes Inertialsystem ist (ein System, das keinen äußeren Kräften unterliegt), nämlich einem erdgebundenen.

Umd nein, die Energie ist erforderlich, um 57kg »zu wiegen«.

Kommentar von xXFinnPlaysXx ,

Vielen danke, jedoch hätte ich noch eine Frage:

Wenn ich es so wie du am Anfang in  ''Joul'' umrechne, bekomme ich 5.4*10^19J raus und nicht so wie du: 5,14×10^{18}⁸J

Wie bist du auf dein Ergebnis gekommen? 

Kommentar von SlowPhil ,

Die kleine hochgestellte 8 an dieser Stelle ist ein Unfall. Erst wurde sie nicht angezeigt, und als ich das dann geändert habe, auf Nummer sicher gehen wollend und deshalb die behelfsmäßige Notation verwendend, ist sie übriggeblieben.

Die Zahl 5,14×10^{18} war eine Vorgabe, die ich dann als 514×10^{16} umgerechnet habe (Mantisse mal 100, Exponent minus 2).

Um herauszufinden, wie viel kg das entspricht, musste ich durch

c² ≈ 9×10^{16}(m/s)²

teilen, was sich auf die Division von 514 durch 9 reduzierte. Dabei habe ich 1/9kg geschlabbert, schließlich ist die Näherung für c² auch etwas zu hoch angesetzt. Und

513/9 = 57.

Antwort
von Babylindwurm, 24

Die Ruheenergie ist die Energie, die deiner Masse entspricht. Wenn dein gesamter Körper vollständig in Energie umgeformt würde, dann würde diese Menge an Energie freigesetzt werden.

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