energie omzetten in massa

[size]

Ik begrijp dat je massa kunt omzetten in energie maar wat ik niet begrijp is hoe je energie kunt omzetten in massa zonder dat je eerst massa hebt die je omzet in energie als je begrijpt wat ik bedoel.
 
Voor de energie die je nodig hebt om massa te maken heb je toch eerst massa nodig om deze energie te maken die nodig is massa te maken.
 
Hoe kun je bijvoorbeeld uit elektromagnetische straling massa maken als die elektromagnetische straling niet eerst uit massa ontstaan is?
 
Elektromagnetische straling kan van zichzelf toch geen frequentie hebben? Of zou je door c²​ dus door elektromagnetische straling te vermenigvuldigen met zichzelf dus uit een interactie van pure kinetische energie met pure kinetische energie massa kunnen maken?
 
Kunnen je uit elektromagnetische straling zonder frequentie en golflengte massa maken?
 
 
 
 

[mathfreak]

Elektromagnetische straling heeft altijd een bepaalde frequentie en dus ook een bepaalde golflengte. Wanneer een deeltje en een antideeltje botsen komt daarbij elektromagnetische straling vrij. Omgekeerd kan uit elektromagnetische straling als gammastraling een deeltje-antideeltje ontstaan. Dit heet paarvorming. Als m de massa van het deeltje (en dus ook van het antideeltje) is en f de stralingsfrequentie, dan geldt in dat geval dat h·f = 2m·c², waarbij h de constante van Planck en c de lichtsnelheid is.

[size]

Elektromagnetische straling heeft altijd een bepaalde frequentie en dus ook een bepaalde golflengte. Wanneer een deeltje en een antideeltje botsen komt daarbij elektromagnetische straling vrij. Omgekeerd kan uit elektromagnetische straling als gammastraling een deeltje-antideeltje ontstaan. Dit heet paarvorming. Als m de massa van het deeltje (en dus ook van het antideeltje) is en f de stralingsfrequentie, dan geldt in dat geval dat h·f = 2m·c², waarbij h de constante van Planck en c de lichtsnelheid is.

Dus als ik het goed begrijp kan men dus geen massa maken uit energie die niet ontstaan is uit massa?

[Michel Uphoff]

Massa en energie zijn twee zijden van dezelfde medaille. Eigenlijk is massa niets anders dan een vorm van energie, en energie heeft massa.
 
Als je in een proton zou kunnen kijken, dan blijkt dat de drie quarks waaruit het bestaat bij elkaar veel minder wegen dan het proton. Pakweg 1% van de massa van een proton bestaat uit zijn quarks. Het proton bestaat ook uit gluonen, die de quarks bij elkaar houden. Gluonen hebben geen massa. Waar komt dan zo'n 99% van de massa van het proton vandaan? Die komt van de energie van de gluonen. 99% van de massa van een proton bestaat dus uit gluonenergie
 
Mathfreak lichtte al toe dat je met hoge energieën (gammastralen) weer deeltjes kan maken. Je hebt wel erg veel energie nodig, maar het kan dus wel degelijk dat je uit bijvoorbeeld kinetische energie massa kan creëren. Daarvoor zijn enorme snelheden nodig, die bijvoorbeeld optreden bij het samensmelten van twee steeds sneller rond elkaar draaiende neutronensterren waarbij heel veel zeer energierijke gammastraling vrijkomt. Maar ook in de deeltjesversneller van Cern kan dat. Daar worden twee protonen met enorme snelheden tegen elkaar geknald, en daarbij ontstaan hoopjes quarks waaronder het Top-quark dat 170 keer zo zwaar is als een proton; massa uit kinetische energie.

[size]

Ja, ik begrijp dat je energie kunt omzetten in massa en massa in energie maar mijn vraag is eigenlijk wat was er eerder energie of massa? Het lijkt op de vraag wat was er eerder de kip of het ei?
 
Ik bedoel, volgens de chronologie van het universum zou alle massa zijn ontstaan uit energie, dus eerst zou er energie zijn waaruit later massa is ontstaan.
 
Volgens mij kan er alleen energie (frequentie) ontstaan uit massa. Ik begrijp de volgorde van het ontstaan van het universum niet, dat er eerst energie is die later word omgezet in massa.
 
Dan zou die energie van de oerknal toch geen frequentie kunnen hebben? Want een frequentie kan alleen ontstaan doordat je massa omzet in energie, daarom zou de chronologie toch moeten zijn dat massa en energie gelijktijdig zijn ontstaan als je begrijpt wat ik bedoel.
 
Want elektromagnetische straling krijgt alleen frequentie doordat je massa omzet in energie en niet andersom. Waar komt de massa van het universum vandaan? Als dat is ontstaan uit pure energie dan is dat energie zonder frequentie... en hoe kan energie zonder frequentie massa creëren?

[mathfreak]

elektromagnetische straling krijgt alleen frequentie doordat je massa omzet in energie en niet andersom.

Nee, dat klopt niet. De frequentie van elektromagnetische straling wordt veroorzaakt door het golfkarakter van elektromagnetische straling. Het heeft dus niets met de omzetting van massa in energie te maken.

[Michel Uphoff]

Het lijkt op de vraag wat was er eerder de kip of het ei?

 
De kip is het ei, en het ei de kip in dit geval.
 
Inderdaad was er zeer kort na de oerknal alleen maar energie (die energie had natuurlijk wel massa, zoals eerder toegelicht). 
Jouw idee dat energie alleen een frequentie kan hebben als je massa in energie omzet, klopt niet. Hoe kom je bij deze gedachte?
Bijvoorbeeld: De fotonen in het vroege heelal waren extreem energierijk, en hadden dus een enorm hoge frequentie.

[size]

Nee, dat klopt niet. De frequentie van elektromagnetische straling wordt veroorzaakt door het golfkarakter van elektromagnetische straling. Het heeft dus niets met de omzetting van massa in energie te maken.

 
Jou reactie begrijp ik niet, je zegt toch twee keer hetzelfde? De frequentie van elektromagnetische straling wordt veroorzaakt door de frequentie van elektromagnetische straling?

 
De kip is het ei, en het ei de kip in dit geval.
 
Inderdaad was er zeer kort na de oerknal alleen maar energie (die energie had natuurlijk wel massa, zoals eerder toegelicht). 
Jouw idee dat energie alleen een frequentie kan hebben als je massa in energie omzet, klopt niet. Hoe kom je bij deze gedachte?
Bijvoorbeeld: De fotonen in het vroege heelal waren extreem energierijk, en hadden dus een enorm hoge frequentie.

 
Je zegt, inderdaad was er zeer kort na de oerknal alleen maar energie, daarna zeg je, die energie had natuurlijk wel massa, die zin begrijp ik niet? Je zegt iets terwijl je het daarna direct weer ontkent?
 
Hoe kunnen fotonen een golfkarakter hebben zonder interactie met massa?

[Michel Uphoff]

Nogmaals: Massa is energie en energie is massa, het zijn twee kanten van dezelfde medaille. Je rekent ze in elkaar om middels de bekende formule.
Energie heeft dus massa, en (rust)massa is niets anders dan een van de vormen van energie, daar zit geen tegenspraak in.

[mathfreak]

Jouw reactie begrijp ik niet, je zegt toch twee keer hetzelfde? De frequentie van elektromagnetische straling wordt veroorzaakt door de frequentie van elektromagnetische straling?

Elektromagnetische straling kan afhankelijk van de situatie een golf- of een deeltjeskarakter hebben. Als je elektromagnetische straling als een golfverschijnsel opvat geldt de betrekking c = λ·f, waarbij c de lichtsnelheid en λ de golflengte is. Als je elektromagnetische straling als een deeltjesverschijnsel opvat geldt de betrekking E = h·f, waarbij E de energie van een foton en h de constante van Planck voorstelt.

[size]

Wat ik nog steeds niet begrijp is hoe het heelal kan beginnen met elektromagnetische straling en later massa krijgt. De energie van fotonen onstaat namelijk door de interactie van elektromagnetische straling met massa (elektronen). Hoe kan men dan zeggen dat er eerst energie was en later pas massa, hoe kan die energie dan energie hebben zonder interactie met massa. Of zou alle energie ontstaan uit c²​ zonder massa? Maar als c² geen massa heeft dan kan c² ook geen energie (frequentie) hebben. Of kan uit c²​ zonder massa massa ontstaan?
 
Of is het zo dat tijdens de oerknal massa en energie op exact hetzelfde moment zijn ontstaan?
 
Ik lees vaak dat men zegt dat er eerst energie was en fractioneel later de elementaire deeltjes.
 
Als ik de reacties lees lijkt het erop dat massa en energie dus op hetzelfde moment zijn ontstaan.

[size]

ja, Michel Uphoff, massa is energie en energie is massa, dat kan niet anders, zoals Mathfreak schrijft, elektromagnetische straling is een deeltje en een golf tegelijk, raar maar waar, massa is energie zoals ruimte tijd is. Dus wat was er eerst, de kip of het ei, precies Michel, het kip en het ei tegelijkertijd! Bedankt voor de nuancering! 

[Bladerunner]

Er wordt weleens gezegd dat massa (dan wel materie) een extreem gecondenseerde vorm van energie is. Neem b.v. een foton. Dat is op zich een massaloos deeltje maar het bezit wel energie en als je er genoeg van hebt (b.v. het licht van een ster) dan oefent het stralingsdruk uit. En dat impliceert dan dat het massa moet vertegenwoordigen want iets wat geen massa heeft kan ook geen druk uitoefenen.
 
Op het 'exacte' moment van de oerknal bestonden er nog geen protonen,neutronen (of hun bouwstenen de quarks) of elektronen want dat zijn fermionen en die kunnen niet op één en de zelfde plek vertoeven. Fotonen kunnen dat wel en daarom was de verschijningsvorm van alle massa/energie inhoud van het huidige heelal in de vorm van fotonen denkt men. Er kunnen namelijk onder bepaalde omstandigheden uit een paar massaloze deeltjes zoals fotonen b.v. fermionen ontstaan die dus massa hebben. Het proces is het omgekeerde van wat er gebeurt als een deeltje en zijn anti-deeltje samenkomen want dan worden die in energie omgezet.

[size]

​Bladerunner schrijft; "Er wordt weleens gezegd dat massa (dan wel materie) een extreem gecondenseerde vorm van energie is" 
 
Kun je de oerknal dan vergelijken met een Bose-Einstein Condensaat?
 
Wat zou er gebeuren als je een Bose-Einstein Condensaat zou kunnen afkoelen tot 0 Kelvin, blijft er dan nog wel energie-massa over? Ik begrijp dat dat niet kan, maar vraag mij af wat er zou gebeuren als dat zou kunnen?

[Bladerunner]

Nee, een BEC is iets heel anders want terwijl dat bij extreem lage temperaturen plaatsvindt was de oerknal juist een extreem hoge temperatuur. Men denkt dat er een fractie na de oerknal een soort van vloeistof karakter heerste vanwege de hoge concentratie van energie.
 
Op het moment dat je 0 K zou bereiken kan er nog een extreem kleine hoeveelheid thermische energie aanwezig zijn in materie en men is er zelfs in geslaagd een gas te 'maken' dat een negatieve Kelvin temperatuur heeft. Je moet er echter rekening mee houden dat het hier om temperaturen gaat op microscopische schaal terwijl macroscopisch de temperatuur 'gewoon' boven de 0 K zit.