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La equivalencia entre la masa y la energía dada por la expresión de la teoría de la relatividad de Einstein
Como todo el mundo sabe, esta ecuación, E=mc2 (por cierto, el 2 es exponente de c) se debe al científico, también más famoso de todos los tiempos: Albert Einstein. Y ella fue la causa de la modificación de uno de los principios más conocidos de la ciencia: “El principio de conservación de la energía”, que, en términos populares, establecía que la energía ni se creaba ni se destruía, sino que solo se transformaba.
Pero detengámonos en la ecuación, porque puede decirse que esta ecuación ha sobrepasado el ámbito científico y ha entrado a formar parte de la cultura popular. Puede verse por doquier: en anuncios, camisetas, revistas de los tipos más variados, etc. Hasta una afamada actriz de cine decía que una de sus máximas ilusiones sería entender la ecuación de Einstein.
¿Es difícil de entender la ecuación? y ¿Por qué ha hecho cambiar el enunciado del principio de conservación de la energía?
En 1905 un joven de 26 años que trabajaba en la Oficina de Patentes de Berna y que se hallaba apartado de los círculos universitarios e investigadores de la época, publicaba en la prestigiosa revista Annalen der Physik cinco artículos que revolucionaron la física, en un caso que tal vez no tenía más precedente que en Newton. Por algo se ha denominado ese año como “Annus mirabilis”.
El primer artículo, sobre la ley del efecto fotoeléctrico, puede decirse que le valió a su autor el premio Nobel de Física de 1921, pero estamos interesados en el cuarto (30 de junio de 1905), titulado: Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento”, que, por su título, pocos sospecharían que en él establece la famosa “Teoría de la relatividad especial”.
Poco después extrae una consecuencia de su artículo, que considera tan importante como para enviar un nuevo artículo (27 de septiembre de 1905) como continuación del precedente. Son tres páginas solamente y en ellas establece la famosa ecuación, pero, curiosamente, no la escribe exactamente en la forma hoy mundialmente conocida.
El artículo en cuestión lo titula ¿Depende la inercia de un cuerpo de su contenido en energia? Y la respuesta es afirmativa. Como por inercia se entiende masa inercial, la conclusión, en términos populares, es que la energía tiene masa. Dice, por ejemplo textualmente:”Si un cuerpo emite la energía radiante L, su masa disminuye en L/c2” (el 2 es exponente de c). Así pues, la célebre fórmula significa que un cambio en la energía E, de un cuerpo, implica también un cambio en su masa, m, de E/c2(de nuevo el 2 es exponente de c). Por cierto, la letra c representa la velocidad de la luz en el vacío que vale (aproximadamente igual que en el aire): 300.000 km/s.
También admite la interpretación, tal vez más frecuente hoy día, de que la materia puede convertirse en energía (y recíprocamente), y que la energía que aparece es igual a la masa de la materia (desaparecida) multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado. Por tanto, el principio de conservación de la energía hay que sustituirlo por un principio de conservación que se puede enunciar así:”En un sistema cerrado: materia+energía=constante”