teoría de la Relatividad Especial - Curso de Relatividad Especial al ...

A.8. La famosa ecuación de la energía: E = m c 2
En la introducción histórica (A.1.1) ya hablábamos de la ecuación de la energía de Einstein, y es
que incluso aunque hayamos renunciado expresamente al cálculo, resultaría absurdo no hablar de la
ecuación más famosa de la historia y de su significado.
Decíamos allí que esta ecuación relaciona la masa (m) con la energía (E) y sugiere que ambas
cosas son equivalentes. La primera consecuencia que se pudo comprobar fue que un cuerpo con
mucha masa como el Sol puede curvar la trayectoria de los rayos de luz (energía luminosa o energía
electromagnética), al igual que la gravedad del Sol curva las trayectorias de los planetas y los
captura para siempre a su alrededor.
Aunque este hecho se suele considerar como una prueba de la Relatividad General ya que la
fuerza de la gravedad al curvar la luz curvará también el espacio, la ecuación de la energía ya
insinuaba todas estas cosas, aunque es cierto que la Relatividad Especial no bastaba para
estudiarlas.
Sin embargo la consecuencia más importante de la relación que se establece entre masa y energía
es que sugiere que una se puede transformar en la otra. La aplicación pacífica de esta idea son las
centrales nucleares, pero el público conoció por primera vez esa nueva forma de energía al final de
la segunda guerra mundial, cuando se hicieron explotar dos bombas atómicas sobre Hiroshima y
Nagasaki en agosto de 1945.
¿Cómo descubrió Einstein que la masa se podía transformar en energía?
A.8.1. Cuanto más rápido vayamos más pesaremos
Hemos visto que si viajamos a elevadas velocidades el tiempo se dilata (pasa más despacio) y las
longitudes se acortan, así que a nadie le extrañará saber que el peso (!) también cambia y además
con el mismo factor gamma que aparecía en las dos situaciones anteriores (ver tabla 1 del apartado
4.2).
Realmente lo que cambia es la masa, pues el peso es la fuerza con que caes hacia el suelo, y esta
fuerza depende de si estás en la Tierra, en la Luna (pesas la sexta parte), en Marte (pesas la mitad) o
en el vacío del espacio, mientras que la masa no cambia al ir de uno a otro porque es una medida de
la cantidad de materia (realmente de la cantidad de inercia).
La masa es una magnitud que intenta medir la cantidad de materia que contiene un objeto
material. Si hay doble cantidad de materia (doble masa) la Tierra nos atraerá con doble fuerza, pero
la Luna también y Marte también. En la Luna todos pesamos la sexta parte que en la Tierra, pero el
doble aquí sigue siendo el doble allí.
¿Y que pasa si subimos en un cohete y viajamos a velocidades elevadas?
Pues que la masa aumenta y además lo hace en una proporción igual a la constante relativista
gamma. Si vamos a una velocidad de 270 000 km/s, que representa una velocidad relativa de 0,9
veces la de la luz, el factor gamma (ver tabla 1 en el apartado A.4.2) es más de dos, lo cual significa
que nuestra masa se duplica.
De todas formas, igual que ocurría con la dilatación temporal y la contracción de longitudes, el
que viaja no aprecia ningún cambio. Somos los de la Tierra, los que les vemos viajar, los que vemos
que su tiempo va más despacio, que sus longitudes se contraen y que su masa aumenta.
¿Entonces en que se nota que pesan más?
Esencialmente en que de cada vez cuesta más (energía) acelerar la nave.
A esta propiedad se le llama inercia (la oposición que ejercen los cuerpos a que se les acelere) y
por esto a la masa se le llama “masa inerte”.
http://larelatividad.esparatodos.es Pág. 85