В соответствии со специальной теорией относительности Эйнштейна, никакой материальный объект не может достичь скорости света. Тем не менее такая возможность есть - использование ускорителей в ЦЕРНе - в которых отдельные частицы вещества (например протоны, ядра атома водорода) разгоняются до 99.99999% скорости света.
Если две частицы, летящие в навстречу друг другу, столкнутся на таких скоростях, tогромное количество энергии, выделившейся при столкновении может быть преобразовано в материю. На этом принципе - преобразовании материи в энергию, основано производство энергии в атомных электростанциях. Все это - две стороны одного и того же уравнения, E=mc2.
где Е означает энергию, m - материю, и с - скорость света. Эта формула отражает материи превращаться в энергию. Более того, поскольку с2 представляет собой огромную величину, малого количества материи достаточно, чтобы произвести гигантское количество энергии.
Такое превращение материи в энергию не есть всего лишь гипотетическая возможность, оно лежит в основе производства атомной энергии; Хиросима и Нагасаки были разрушены мощными атомными бомбами — а с другой стороны, миллионы семей пользуются электричеством, полученным в результате использования того же процесса в мирных целях. Теория "большого взрыва" построена на том, что эйнштейновская формула действует в обоих направлениях: не только материю можно превратить в энергию, но и энергия может быть превращена в материю. Хотя для производства даже малого количества материи требуется огромное количество энергии, запас ее в первичном сгустке был столь грандиозен, что он послужил источником всей материи, существующей ныне во Вселенной.
Сейчас разработано большое количество разнообразных тепловых машин, в которых реализованы различные термодинамические циклы. Тепловыми машинами являются двигатели внутреннего сгорания, реактивные двигатели, различные тепловые турбины и т. д.
Тепловые машины или тепловые двигатели предназначены для получения полезной работы за счет теплоты, выделяемой вследствие химических реакций (сгорание топлива) , ядерных превращений или по другим причинам (например, вследствие нагрева солнечными лучами) Для функционирования тепловой машины обязательно необходимы следующие составляющие: нагреватель, холодильник и рабочее тело. При этом, если необходимость в наличии нагревателя и рабочего тела обычно не вызывает сомнений, то холодильник как составная часть тепловой машины в её конструкции зачастую отсутствует. В качестве холодильника выступает окружающая среда.