6.8 Equivalencia entre la masa y la energía y sus consecuencias

Unidad 6 Física y tecnología contemporáneas 

6.8 Equivalencia entre la masa y la energía y sus consecuencias 

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 mecanica clasica, esto es, que la energia 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 energia en reposo por unidad de masa es equivalente a la velocidd de la luz al cuadrado: 

A esta formula, actualmente se le aplica el sistema SI ( en la fórmula anterior donde la velocidad de la luz se expresa en m/s, la energia en J y la masa en Kg).