質問: e=mc^2について教えてください 始めましてe=mc^2について教えていただきたいのですがエネルギー=質量*光速^2で質量とエネルギーは相互に変換できると思うのですが、そこで疑問なのですが 1、質量だけの宇宙は存在できるのか? 2、エネルギーだけの宇宙は存在できるのか? (物質が無ければどのようにエネルギー単体で存在するのか) 3、そもそも質量とは何か?、エネルギーとはなにか? このような疑問が出てきてしまいよく分かりません。 たとえば光子は質量静止質量ゼロですが、実際には周波数分のエネルギーがあるので重力に捕らわれると思いますが質量事態はないとおもうのですが?エネルギーが単独で存在出来るとしてやはりエネルギー単独でも重力に捕らわれるのでしょうか? また質量単独でもエネルギー単独でも重力は発生するのでしょうか? 宜しくお願い致します。
回答: >核分裂で質量の一部が熱や光に変換されてしまうので核分裂前と後では質量が違う このことは、核分裂に限りません。化学反応でも同じです。水素と酸素の反応で水が生成されますが、このとき発生した熱の分だけ軽くなっているはずです。このとき、失った質量は、熱、または光として散逸します。この散逸したエネルギーは失った質量に等しいのです。質量とエネルギーは同義です。質量を失うことは即ち、エネルギーを失うことであり、エネルギーを失うことは即ち質量を失うことです。ですから、ご質問の1と2は単に、同じことを言い換えたにすぎません。 >質量、エネルギーが存在すると何故重力が働く(発生)のでしょうか? 厳密には、質量が重力を発生させるのではなく、運動量エネルギーテンソルt^{ij}が時空の計量(重力)を決定します。 蛇足ですが、このことに関連して、「光子に質量はあるのか」の疑問がでてくると思いますが、内部を鏡に囲われた箱に光子が閉じこめられている場面を想定すれば良いでしょう。明らかに光子には慣性質量が備わっているはずです。