A fizikai tudományának jelenlegi állása mellett (nagyon leegyszerűsítve) valóban kimondható, hogy az energia és az anyag teljes mértékben átalakulhat egymásba?

A kvantumelmélet leírja az ún. 'virtuális részecskék' létezését, ami ugye dióhéjban annyi, hogy a látszólag üres tér mögöttes energiájának kvantumfluktuációi folyamatosan manifesztálódnak anyag-antianyag részecskepárokban, majd ezek a részecskék egymással találkozván annihiláció révén visszaalakulnak energiává. Csak ezért nincs elképesztő forróság, mert a részecskék létrejöttéhez éppen ugyanannyi energia kell, mint amennyit a megsemmisülésükkel felszabadítanak. Tehát a nettó energiamérleg zéró lesz.

Arról, hogy pontosan milyen anyag jön létre, nem írnak, csupán 'általános' értelemben vett részecskékről.

De meg kell hagyni, lehetséges olyan eset, hogy a részecskék mégsem semmisülnek meg, mert valami megakadályozza az újraegyesülést. Ilyen lehet pl. a fekete lyukak esemény horizontja. Itt a 'negatív' részecske belezuhan a fekete lyukba, a 'pozitív' részecske Hawking-sugárzásként megmarad. Idővel ettől pedig a fekete lyuk megsemmisül) persze nagyon lassan).

Egyes elmélkedések szerint az univerzum jelenlegi összes anyaga ilyen kvantumfluktuációkból jött létre: valamiért több normál anyag maradt, ez adja az összes ma létező anyagot. Persze nem valószínű, hogy fekete lyukak segítségével történt mindez, mert korábban meglévő anyag híján még nem voltak jelen. Így a mechanizmus ismeretlen.

Nemcsak, hogy átalakulhat egymásba, hanem az anyag az kvázi egyenlő az energiával. Erről szól minden idők leghíresebb képlete, a tömeg-energia ekvivalencia:

E = mc^2

Ebben a képletben a c a fénysebesség, vagyis csak egy (bazi nagy) szám, amivel felszorzod az m-et, ami a tömeg, és így kapod meg E-t, ami az energia.

Másként: már egy igen kicsi anyagmennyiség is óriási energiát "hordoz" magában (hisz hiába pici a szám, ha azt a fénysebesség számmértékének NÉGYZETÉVEL szorzod fel, akkor jó nagy számot fogsz kapni).

Tulajdonképpen amikor egy anyagi részecske az antianyaggal találkozik, akkor pontosan ez történik: megsemmisítik egymást.

Na de... mivel ALAPTÖRVÉNY, hogy energia nem vész el, csak átalakul, ezért akkor mi történik velük? Nem tűnhetnek el nyomtalanul az energiájuk!

És nem is tűnik, ugyanis irdatlan nagy mennyiségű energia szabadul fel, ha ütköznek.

De, mivel már tudjuk, hogy a tömeg az nem más mint energia, ezt az egészet úgy is mondhatjuk, hogy a két részecske energiája átkonvertálódik - jellemzően nagyenergiájú fénnyé (gamma sugarakká), vagy valamilyen sugárzássá.

---

A semmiből keletkezés és eltűnés is BIZONYÍTOTT TÉNY (lásd: Casimir-effect).

Ahhoz, hogy ezt megértsük, be kell vezetni a kvantummező fogalmát. Lényege, hogy az egyes részecskék (pl fotonok) nem mások, mint a MINDENHOL JELEN LÉVŐ, a teret mindenhol "átható", az adott részecsketípushoz társított mező (jelen példában fotonmező) meghatározott rezdülései.

3D-ben ezt nehéz elképzelni, ezért vegyünk el egy dimenziót.

Képzelj el egy vízfelületet, ami tükörsima. Ha adsz neki energiát (beledobsz egy kavicsot), akkor megjelenik rajta egy kis púp = hullám, ugye?

Na, ez a hullám a részecske, a vízfelszín meg a kvantummező. Mondjuk lehet elektronmező, aminek fodrozódása az elektron (nem akarom túlbonyolítani, de a "hullám" nem lehet akármekkora). Vagy fotonmező, aminek a fodrozódása a foton. Ha nincs hozzáadott energia, akkor nagyjából elvan magában. De ha adsz neki energiát, keletkezhet belőle részecske.

Az egyes mezők kölcsönhatásba tudnak lépni egymással. Van amelyik csak kicsit, van amelyik nagyon. És át tudják adni az energiát egymásnak. Ez zajlik a részecskegyorsítókban, ahol az egyes részecskék ütközése során mindenféle interakció zajlik az egyes kvantummezők között, mindenféle energia összevissza átalakul ebbe-abba.

---

Namármost, úgy tűnik, hogy a vákuumnak is van energiája. Hiába tűnik büdös nagy semminek, mégsem az. Modellezhető a dolog úgy, hogy a vákuum-energiából "kölcsönöz" energiát az adott kvantummező, és így keletkezik egy részecskepár. Ez azonban rögtön utána meg is semmisül. Kívülről nézve kvázi nem történt semmi. Ez ugyanis szinte felfoghatatlanul rövid idő alatt megy végbe.

Nos, ez az ultra-leegyszerűsített verzió. Remélem érthető... nagyjából.

Nem ez az átalakítható ez hülyeség.

Valójában minden tömegnek van energiája és minden energiának tömege.

"létező részecskék annihilálódva gyakorlatilag eltűnhetnek a semmiben"

Az én gyerekkoromban még minden anyag volt, az energia is és a tömeggel rendelkező anyag is. Ez volt a szóhasználat akkoriban, és nem csodálkoztunk a párkeltésen. Akkor még nem SI-ben számoltunk, és nem okozott gondot, ha egy 1,022 MeV energiájú foton átalakult elektron pozitron párrá. És nem gondoltuk, hogy a semmiből keletkeztek. És nem gondoltuk, hogy az ellentétes folyamat során az annihilációs gamma foton az semmi lenne. Ez a mai szóhasználat, ahol csak a nem fénysebességgel terjedő dolgokat nevezzük anyagnak és az energiát illetve a mezőt nem, sokat ront a megértésen. Néha az SI is sokat ront a megértésen. Egyes levezetések nem mindig SI-ben a legelegánsabbak. [Szerencsére nekem jó fizika tanáraim voltak mindig.]

Nem, sőt. Van egy csomó megmaradási törvény, ami azt mondja ki, hogy anyag nem tűnhet el, speciálisan nem alakulhat át "energiává" (mondjuk fénnyé, fotonná).

Ilyen például a töltésmegmaradás törvénye.

Ebből kifolyólag az E=mc^2 sem igaz például egy elektronra (hiszen egy elektront nem tdusz eltüntetni, összecsapni egy antielektronnal, vagy bedobni egy fekete lyukba), legalábbis nem igazabb, mint az E=mc^2 + 1J/e * q ahol q a tárgy töltése.