Good Mood

bevarande av energi är en absolut lag, och ändå verkar det flyga i ansiktet av saker vi observerar varje dag. Gnistor skapar en eld, som genererar värme-manifest energi som inte var där tidigare. Ett batteri producerar ström. En atombomb skapar en explosion. Var och en av dessa situationer är dock helt enkelt ett fall av energiskiftande form., Även den till synes paradoxala mörka energin som orsakar universums expansion att accelerera, kommer vi att se, lyder denna regel.
lagen om bevarande av energi, även känd som termodynamikens första lag, säger att energin i ett slutet system måste förbli konstant—det kan varken öka eller minska utan störningar från utsidan. Universum i sig är ett slutet system, så den totala mängden energi som finns har alltid varit densamma. De former som energi tar förändras emellertid ständigt.,
Potential och kinetisk energi är två av de mest grundläggande formerna, bekant från gymnasiet fysik klass: gravitationspotential är den lagrade energin i en sten som skjuts upp en kulle, redo att rulla ner. Kinetisk energi är energin i sin rörelse när den börjar rulla. Summan av dessa kallas mekanisk energi. Värmen i ett hett föremål är den mekaniska energin hos dess atomer och molekyler i rörelse. På 1800-talet insåg fysiker att värmen som produceras av en rörlig maskin var maskinens brutto mekaniska energi omvandlas till den mikroskopiska mekaniska energin hos atomer., Kemisk energi är en annan form av potentiell energi som lagras i molekylära kemiska bindningar. Det är denna energi, lagrad i dina kroppsliga celler, som låter dig springa och hoppa. Andra former av energi innefattar elektromagnetisk energi, eller ljus och kärnenergi-kärnkraftens potentiella energi i atomer. Det finns många fler. Även massa är en form av energi, som Albert Einsteins berömda E = mc2 visade.,
Brand är en omvandling av kemisk energi till termisk och elektromagnetisk energi via en kemisk reaktion som kombinerar molekylerna i bränsle (trä, säg) med syre från luften för att skapa vatten och koldioxid. Det släpper ut energi i form av värme och ljus. Ett batteri omvandlar kemisk energi till elektrisk energi. En atombomb omvandlar kärnenergi till termisk, elektromagnetisk och kinetisk energi.
eftersom forskare har bättre förstått formerna av energi, har de avslöjat nya sätt för energi att konvertera från en form till en annan., När fysiker först formulerade kvantteori insåg de att en elektron i en atom kan hoppa från en energinivå till en annan, ge bort eller absorbera ljus. 1924 föreslog Niels Bohr, Hans Kramers och John Slater att dessa kvanthopp tillfälligt kränkte energibesparing. Enligt fysikerna skulle varje kvanthopp befria eller absorbera energi, och endast i genomsnitt skulle energi bevaras.
Einstein motsatte sig ivrigt tanken att kvantmekanik trotsade energibesparing. Och det visade sig att han hade rätt., Efter fysiker raffinerade kvantmekanik några år senare förstod forskare att även om energin hos varje elektron kan fluktuera i en probabilistisk dis, förblev elektronens totala energi och dess strålning konstant vid varje ögonblick av processen. Energin bevarades.
Modern kosmologi har erbjudit nya gåtor i energibesparing. Vi vet nu att universum expanderar i en snabbare och snabbare takt-drivs av något som forskare kallar mörk energi. Detta tros vara den inneboende energin per kubikcentimeter tomt utrymme., Men om universum är ett slutet system med en ändlig mängd energi, Hur kan det gissa mer tomt utrymme, vilket måste innehålla mer inneboende energi utan att skapa ytterligare energi?
det visar sig att i Einsteins teori om allmän relativitet, regioner av utrymme med positiv energi faktiskt driva utrymme utåt. När utrymmet expanderar, släpper den lagrad gravitationspotential energi, som omvandlas till den inneboende energi som fyller den nyskapade volymen. Så även universums expansion styrs av lagen om energibesparing.