מסת מנוחה

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

מסת המנוחה (או לעתים - מסה אינווריאנטית), לפי תורת היחסות הפרטית, היא המסה של גוף או חלקיק כאשר הוא אינו נע.

אנרגיית חלקיק לפי איינשטיין מחולקת תמיד לשני חלקים, האחד האנרגיה הקינטית שלו (בגרסה היחסותית), והשני לאנרגיית המנוחה שלו.

זאת בניגוד לתאורייה הקלאסית, אשר טענה שחלקיק עומד הינו חסר אנרגיה. האנרגיה של החלקיק העומד שווה למסת המנוחה, שווה למסת החלקיק מוכפלת במהירות האור בריבוע.

כאשר החלקיק נע, המסה היחסותית שלו גדלה, אך מסת המנוחה, שהיא אינווריאנט של הגוף, נשמרת. כך למשל, בחצי ממהירות האור תעלה המסה היחסותית בכ-15 אחוז, ב-90% ממהירות האור תעלה המסה היחסותית פי 2.3, וב-99% ממהירות האור תעלה המסה היחסותית פי 7. בגבול של מהירות האור, המסה אמורה להפוך אינסופית, אך חלקיק שמסת המנוחה שלו איננה אפס אינו יכול להגיע למהירות האור ממש. על אותו עיקרון, חלקיק אשר מסת המנוחה שלו היא אפס (פוטון למשל) חייב לנוע במהירות האור.

חלקיקים שמסת המנוחה שלהם היא אפס, למשל פוטונים, קרויים "חסרי מסה", והם ינועו תמיד במהירות האור. רוב הפיזיקאים מתייחסים למסת המנוחה כאל מסת הגוף ורושמים במקום להשתמש במושג המסה היחסותית.

מסת המנוחה היא אינווריאנט לורנץ שנתון על ידי

הקשר בין מסת המנוחה למסה היחסותית (בתנועה) נתון על ידי:

כאן היא מהירות הגוף (או החלקיק), ו- היא מהירות האור.