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c를 빛의 속력(30만㎞/s)이라고 하면 질량 에너지 관계식은 E〓mc²으로 표현된다.

특수상대성이론이 발견되기 전에 사람들은 질량과 에너지 사이에 아무 관련이 없다고 생각했다. 더구나 정지한 물체는 임의의 어떤 에너지 값이라도 가질 수 있다고, 즉 정지한 물체가 가지는 에너지 값은 무의미하다고 생각했다. 그러나 특수 상대성이론에서는 정지한 물체의 에너지 값을 mc²으로 정했다. 그러므로 질량 m인 물체는 크기가 mc²인 '정지 에너지'(rest energy)를 가지며 그 에너지를 다른 에너지로 바꿀 수 있다.

또한 물체가 에너지를 내놓게 되면 질량 에너지 관계에 의해서 그만큼 질량이 줄어들게 된다. 모든 화학 반응에서, 정지 에너지의 일부분이 다른 에너지로 바뀌지만 그 크기는 아주 작은 반면에 핵반응을 통해서는 훨씬 많은 에너지가 바뀐다. 특히 이러한 현상은 수소(H)를 헬륨(He)으로 바꾸는 핵융합 반응에서 실제로 나타나는데 이 경우에 수소가 가지는 정지 에너지의 0.7％가 다른 에너지로 바뀌게 된다.