В отношении всего материального существует связь не только между количеством энергии и скоростью, но также через скорость между количеством энергии и массой. Так, количество энергии движения у тяжелого объекта, движущегося с некоторой скоростью, больше, чем у легкого объекта, движущегося с такой же скоростью. Например, если 2 камня, один массой 300 кг, а другой всего 3 кг, летят со скоростью 100 км\ч, то у 300-килограммового камня, как у более тяжелого, энергии больше, чем у камня массой в 3 кг, летящего с той же скоростью. При этом, масса объекта, которая является мерой количества вещества, с изменением количества энергии и соответственно скорости, никак не изменяется. Так как молекул, например, того же камня, от скорости камня не добавляется, и не убавляется. Например, если взять объект, к примеру, всё тот же камень массой 300 кг, то эта масса в 300 кг будет таковой при любой скорости. Просто, движущийся объект будет вести себя в процессе движения, как более легкий, а при взаимодействии с другими объектами, как более тяжелый. Например, если сбросить этот камень с самолета, с высоты 10 км, то летя к земле с большой скоростью, он будет кувыркаться в воздухе в процессе полета, как перышко, то есть, как гораздо более легкий объект, но при падении на землю он создаст повреждения, как гораздо более тяжелый объект, чем он есть на самом деле.
Из всего этого следует, во-первых, что масса объекта остается неизменной при любой скорости, а во-вторых, что энергия не имеет массы.
Другой, потенциальный вид энергии – это энергия, которая находится в законсервированном состоянии, она не проявляется, но может проявится при наступлении определенных условий. Она определяется нами благодаря знанию различных принципов и законов, действующих в материальном мире. Как в случае с энергией, хранящейся в растянутой пружине или в многотонном бетонном блоке, поднятым над землей.
Когда в отношении какого-либо объекта говорится, что у него много потенциальной энергии, имеется в виду его возможность высокой активности. То есть, энергия, помимо всего прочего, является для нас еще и мерой способности объекта совершить действие.
Материя в нашем мире не существует без энергии. На всех структурных уровнях вселенной, все материальные объекты обладают данной субстанцией. Энергия взаимосвязана с материей, и эта взаимосвязь подчинена определенным принципам. Одним из таких принципов является принцип перехода в подобное или в то, что уровнем ниже. В соответствии с этим принципом в ходе различных процессов материя переходит либо в материю, либо в то, что уровнем ниже, в энергию. Например, в ходе такого сложного физико-химического процесса, как горение, происходит превращение исходных веществ в так называемые продукты сгорания. Этот процесс сопровождается интенсивным выделением тепловой энергии. В итоге масса образовавшихся продуктов сгорания всегда меньше массы исходных веществ. То есть, материя в результате горения превращается в материю и в то, что уровнем ниже – в энергию. Энергия же, в свою очередь, может перейти только в энергию и причем только через материю. Например, химическая энергия, запасенная в компонентах углеводородного топлива, например, бензина, в различных видах двигателей преобразуется в результате взрыва в камере сгорания в тепловую энергию, а тепловая энергия преобразуется в энергию движения транспортного средства, но ни тепло, ни движение не могут превратиться обратно в вещество – в тот же бензин. То есть, нельзя сконцентрировать энергию в чистом виде без материи, и невозможно таким путем из энергии получить материю.
На уровне микрочастиц, несмотря на то, что граница между материей и энергией для нас размыта, принцип перехода в подобное или в то, что уровнем ниже тоже действует. Так, в результате столкновения частицы и античастицы, являющихся материальными объектами, происходит их преобразование в другие частицы и энергию. Данная реакция называется аннигиляцией. Например, два таких объекта, как мюон и антимюон при столкновении на малых скоростях превращаются в 2 других микрообъекта в электрон и антиэлектрон, которые разлетаются на больших скоростях. Общая масса образовавшихся объектов в 200 раз меньше массы двух изначальных объектов, а скорость движения гораздо больше. То есть, материя в виде одних частиц, имеющих ничтожно маленькую энергию движения, превращается в материю в виде других частиц, меньшую по массе в 200 раз, а остальная материя преобразуется в энергию, которая проявляется в движении этих, образовавшихся после столкновения, более мелких материальных объектов.
Также мюон и антимюон могут превратиться при аннигиляции не в электрон и антиэлектрон, а в два фотона, то есть, по сути, в излучение. При этом общая энергия фотонов и в этом случае будет равна общей начальной энергии этих частиц.
Движущиеся частица и ее античастица при больших скоростях, то есть при достаточном количестве у них энергии движения, могут превратиться в процессе аннигиляции и в более тяжелые объекты. При этом, если сумма энергий, выраженной в массе и энергии, проявляющейся в движении, первоначальных частиц будет равна общей массе образовавшихся более тяжелых частиц, то тогда получившиеся объекты будут неподвижными, а если сумма энергий массы и движения первоначальных объектов будет больше массы появившихся частиц, тогда излишки энергии превратятся в энергию движения образовавшихся более тяжелых частицы и ее античастицы.
Наличие в нашем мире энергии, и как следствие движений и взаимодействий, обуславливает существование еще и такой вещи, как изменение. Изменение – это превращение в другое, переход из одного состояния в другое, смена содержания или формы с течением времени, то, что приводит к преобразованию одних вещей в другие. К изменениям относятся: любые пространственные перемещения, в числе которых движения как самого объекта, так и объектов, входящих в его состав, любые количественные преобразования – увеличение или уменьшение какого-либо из параметров, а также качественные преобразования – становление иным, переход в другую форму или обретение других свойств.
Благодаря энергии, всё в нашем мире находится в состоянии изменения. К числу базовых характеристик изменений относятся скорость и длительность. Скорость – это быстрота осуществления изменения, а длительность – ее продолжительность во времени. Изменения, происходящие в материальном мире идут с различными скоростями и имеют различную длительность. Например, мюон превращается в электрон и другие частицы за 2 миллионные доли секунды, нейтрон превращается в протон и электрон через 15 минут. Земля совершает один оборот вокруг Солнца за 365 дней. Половина ядер урана-238 превращается в свинец-206 через 4,5 млрд лет.
В силу того, что вселенная имеет комплексную структуру, изменения, происходящие с объектами, являющимися элементами какой-либо из ее систем, приводят к изменению этой системы в целом. Изменение самой системы приводит к изменению систем, с которыми она взаимосвязана или находится во взаимодействии. То есть, изменения, происходящие на одних структурных уровнях, приводят к изменениям на других структурных уровнях вселенной, а изменения, происходящие в одних объектах, вызывают изменения в других объектах. Изменения происходят в нашем мире постоянно с момента его появления. И каждое из них является своего рода отражением того или иного даже мельчайшего движения материального объекта или взаимодействия между ними, а, следовательно, и присутствия того или иного вида энергии – особой субстанции, которая материей не является, но при этом определяется, как нечто вполне реальное, тесно взаимосвязанное со всем существующим в мире и влияющее на всё в нем.
§ Время. Еще одной особенностью нашего мира, ключевой в понимании того, как он устроен, является наличие в нем времени. Время – это особая нематериальная субстанция, посредством которой мы характеризуем длительность существования всего в нашем мире – длительность существования материальных объектов и всего того, что с ними связано.
