Wzór na pęd punktu materialnego ma postać:
p = m * v
gdzie m jest tzw. masą spoczynkową, v – prędkość punktu materialnego.
Czy można tym wzorem opisywać cząstkę fotonu, gdy wiadomo, że foton ma masę spoczynkową równą zero? Nie bardzo, choć wiemy z doświadczenia, że foton posiada pęd. Jego wielkość określa wzór:
p = h * λ
gdzie h stała Plancka, λ – częstotliwość fali
Posiadanie pędu czyni z fotonu (kwantu energii) pełnoprawną cząstkę.
Przekształcając wzór na energię kinetyczną punktu materialnego
E = m * v2 / 2
otrzymuje się zależność:
p = 2 * E / v (1)
Albert Einstein do wyprowadzenia swojej formuły E = m*c2 przyjął zależność w postaci:
p = E / c (2) [1]
Z porównania wzorów (1) i (2) widać, że się różnią. Dlaczego? Uczony odpowie, że (1) dotyczy punktu materialnego, a (2) fotonu. Wzory te różnią się jedynie liczbą 2 w liczniku i interpretacją ontologiczną (punkt materialny, byt w postaci kwantów). Dla dociekliwych taka prosta różnica może wzbudzać zdziwienie i nieufność. Czy zależność fizykalna przekłada się na tak prostą zależność matematyczną?
Prawdziwość formuły E = m*c2 najlepiej sprawdzić w doświadczeniach, ale są one trudne do przeprowadzenia. Może się okazać że formuła Alberta Einsteina powinna wyglądać:
E = F(x)* m*c2
gdzie F(x) byłabym funkcją lub stałą wiążącą materię z jej prawdziwą energią.
[1] Mieczysław Sawicki, Elementy teorii względności, Wyd Szkolne i Pedagogiczne 1972, s 127.