En un breve trabajo (septiembre de 1905) intitulado “¿Depende
la inercia de un cuerpo de su contenido energético?”, Einstein concluye que, si
un cuerpo irradia luz de energía L, la masa del cuerpo debe disminuir en L/c2, proponiendo
una forma de verificación utilizando un elemento radiactivo (Radio). Esta publicación
científica condujo a la más célebre fórmula en la historia de la ciencia, conocida
como Principio de equivalencia entre masa y energía.
E = m c2
Esta relación es considerada un Principio debido a que no tiene
una demostración general y se comprobó que es válida universalmente para toda forma
de energía. La demostración vista en el apartado anterior solamente vincula la variación
de la energía cinética con el incremento de masa de una partícula puntual, equivalente
al Teorema de las fuerzas vivas de la mecánica de Newton.
La energía total relativista (E) es una propiedad de todo sistema
físico, masivo o no masivo, cuyo valor aumenta (disminuye) cuando se le entrega
(quita) energía por cualquier proceso, y toma el valor cero sólo cuando el sistema
se aniquila (desaparece). En consecuencia, para un determinado sistema de referencia
inercial, su valor depende del estado del sistema físico y sólo será constante si
el sistema físico está aislado. Resulta evidente, además, que la magnitud Energía
total es relativa al sistema de referencia.
La equivalencia entre la masa y la energía dada por la expresión
de la teoría de la relatividad de Einstein,
indica que la masa conlleva una cierta cantidad de energía, aunque
se encuentre en reposo, concepto ausente en mecánica clásica, esto es, que la energía
en reposo de un cuerpo es el producto de su masa por su factor de conversión (velocidad
de la luz al cuadrado), o que cierta cantidad de energía en reposo por unidad de
masa es equivalente a la velocidad de la luz al cuadrado:
A esta fórmula, actualmente se le aplica el sistema SI (en la
fórmula anterior donde la velocidad de la luz se expresa en m/s, la energía en J y la masa en kg),
aunque Einstein utilizara el CGS.
La fórmula, no obstante, es independiente de cualquier
sistema de unidades.
En un Sistema de Unidades Naturales, c adquiere el valor de
1 y la fórmula sería:
- Donde se establece una igualdad entre Energía y Masa sin factor de conversión.
- La ecuación de extender la ley de conservación de la energía a fenómenos como la desintegración radiactiva. La fórmula establece la relación de proporcionalidad directa entre la energía E (según la definición ha miltoniana) y la masa m, siendo la velocidad de la luz c elevada al cuadrado la constante de dicha proporcionalidad.
- También indica la relación cuantitativa entre masa y energía en cualquier proceso en que una se transforma en la otra, como en una explosión nuclear. Entonces, E puede tomarse como la energía liberada cuando una cierta cantidad de masa m es desintegrada, o como la energía absorbida para crear esa misma cantidad de masa. En ambos casos, la energía (liberada o absorbida) es igual a la masa (destruida o creada) multiplicada por el cuadrado de la velocidad de la luz.
Energía en reposo = Masa × (Constante de la luz)
No hay comentarios:
Publicar un comentario