Speciale relativiteitstheorie: is massa nou wél of níet invariant?
 

Ik volg nu een college Speciale Relativiteitstheorie en dit is erg interessant, alleen ik ben een beetje in de war met iets. In het boek dat wij gebruiken wordt gezegd dat massa invariant is, alleen op andere bronnen (en dit heb ik ook altijd gehoord) wordt er wel degelijk een formule gegeven die zegt dat massa toeneemt naarmate je snelheid hoger wordt. Wat is het nou?

Ga er maar vanuit dat massa invariant is. Het klopt dat in sommige boeken of sites wel eens wordt gezegd dat massa niet invariant is, maar dit 'idee' is eigenlijk een beetje verouderd.

Wat altijd wordt bedoeld met invariante massa is de rustmassa van een deeltje, oftewel de massa van het deeltje gezien vanuit een inertiaalstelsel waarin het deeltje in rust is.

De verwarring zit het hem o.a. in de volgende formule:

E = 1/(1-v²/c²) *m₀*c²
Ook wel te schrijven als:
E= gamma*m₀*c²

De formule stelt de energie van een deeltje met rustmassa m₀ voor, welke ten opzichte van je gekozen inertiaalframe beweegt met een snelheid v. Conventie was vroeger om de 'nieuwe' massa van het deeltje te defineren als volgt:

m_v = gamma*m₀

Waardoor de energie van het deeltje te schrijven is als de beroemde formule:
E=m_vc²

En alhoewel die formuler misschien wel wat esthetischer is, duidelijker wordt de formule er niet op (vanwege de verborgen snelheidsafhankelijkheid in m_v). Een variabele massa wordt meestal genoemd in de wat populair geschreven boeken, doordat daar vaak geen formules worden genoemd.

Conclusie: met invariante massa wordt de rustmassa van een deeltje bedoeld. Het idee dat massa toeneemt bij een hogere snelheid is slechts een verouderde interpretatie van de formule voor de energie van het deeltje.

Dit verklaart een hoop, dank je wel!