Todos hemos escuchado o visto alguna vez la fórmula más famosa de Albert Einstein, ya que es también simbólica para las ciencias modernas. Incluso puede que algunos hayan llegado a leer el significado literal de cada una de las siglas de E=mc2: «E» por energía; «m» por masa y «c» por la velocidad de la luz al cuadrado. ¿Pero qué nos quieren decir todas estas variables? ¿Cuál es su verdadero significado?
Esta ecuación fue creada para completar la Teoría de la Relatividad postulada en 1905, ya que explica la relación existente entre la cantidad de masa y la cantidad de energía generada. Sin embargo, con el tiempo la fórmula se ha usado también para explicar otros fenómenos que la como la fusión y fisión nuclear. Con lo cual para asimilar su significado debemos ir mucho más allá de lo que sugiere cada letra.
Empecemos por lo básico, ver su significado como un todo
Cuando Einstein describió el significado de esta ecuación, la expresión E=mc2 tal y como la conocemos hoy todavía no existía. Él escribió una fórmula equivalente que significaba lo mismo. Básicamente, que la energía es masa y la masa es energía, por lo que la conservación de la masa (una importante ley de la física) es equivalente a la conservación de la energía.
Esta idea es ahora parte esencial de su Teoría de la Relatividad Especial, ya que sugiere que, al viajar más rápido y aumentar la energía, la masa crece proporcionalmente. Aunque mientras más masa tenga un objeto, más difícil le será acelerar y alcanzar la velocidad de la luz.
Es por ello que se dicen cosas como que la velocidad de la luz es insuperable o que el movimiento es relativo.
Así que una buena forma de entender lo que significa E=mc2 es pensar en la velocidad de la luz como un número arbitrario, y leer solamente la expresión como Energía = masa.
La velocidad de la luz en realidad es una variable poco constante, pues dependiendo del tipo de unidad que usemos su valor cambia. Por ejemplo, si hablamos de metros por segundos, la velocidad de la luz puede ser de alrededor de 300 m/s. Pero si hablamos de millas por hora, ese número puede ascender hasta los 670 m/h.
Incluso la velocidad de la luz podría llegar a ser igual a 1, sin millas, segundos o metros de por medio, ya que la física nos permite elegir un sistema en donde la velocidad no tiene unidades. Por lo tanto, para una comprensión básica, podemos simplificarla.
Sin embargo, más allá del significado, para aplicar esta ecuación de E=mc2 es indispensable calcular la velocidad de la luz. O siendo precisos, el impulso de los fotones, ya que estos no tienen masa.
Ahora veamos el significado de la ecuación E=mc2 puesto en práctica
Imagina que vas en auto y ese vehículo recibe un golpe sólido que lo envía volando a 0,9, es decir al 90 % de la velocidad de la luz. Si el auto recibe el mismo empujón otra vez no se moverá al 180% de la velocidad de la luz, pues eso no es imposible. Cuanto más se acerque a la velocidad de la luz, menos efectivo será el empujón, por lo que parecerá que el objeto se ha vuelto más masivo y difícil de mover. Pero en realidad lo que está actuando como “masa extra” es la energía cinética del carro que no puede alcanzar la velocidad de la luz.
Esto es exactamente lo que significa la ecuación E=mc2 para los físicos, o E=√[(mc²)²+(pc)²] como también se le conoce. Una suma de diferentes tipos de masa (normal, efectiva, etc) y cargas de energía que explica cómo un objeto puede ganar energía, y cómo puede permanecer en movimiento a través del espacio a pesar de estar aparentemente en reposo.
Aunque ahora las personas están muy familiarizadas con la energía cinética y el movimiento a través de todo el tejido espacio-tiempo, hace un par de años esta visión era inconcebible.
Casi todo lo que conocía la ciencia hace dos siglos eran cosas que se podían comprobar a través de los sentidos. Pero al inicio del siglo XX todo eso empezó a cambiar drásticamente con la ecuación E=mc2, ya que le permitió a los científicos estimar las leyes de los objetos más pequeños.
Lo que más tarde dio pie al descubrimiento de la dinámica de la fusión de átomos, y lamentablemente también a los mecanismos de las bombas atómicas. Esencialmente porque seguían las mismas variables de velocidad, masa y energía.
Por lo tanto, esta fórmula tiene un mayor uso práctico del que vemos a diario. Y puede que lo tenga por muchos años más.
La fórmula de Einstein nunca quedará obsoleta
Es muy poco probable que el significado de esta ecuación E=mc2 cambie con el paso del tiempo, ya que eso implicaría que tendrían que cambiar las leyes de la naturaleza. Y en ninguna parte del Universo, por ahora, se ha observado esa clase de fenómeno.
Por el contrario, hay demasiados experimentos que confirman su eficacia como fórmula científica. Así que esperamos haber transmitido de la mejor forma el trasfondo básico de esta expresión, aunque resulte un tanto compleja.
Referencias:
Why does E=mc^2? https://www.livescience.com/54852-why-does-e-mc-2.html
La ecuación E=mc² de Albert Einstein le dio forma a todo el siglo XX»: Christophe Galfard, discípulo de Stephen Hawking https://www.bbc.com/mundo/noticias-51759356.amp
