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En uno de los artículos científicos revolucionarios de Albert Einstein publicado en 1905, se introdujo el concepto de E=mc 2 , donde "E" es energía, "m" es masa y "c" es la velocidad de la luz en el vacío. [1] Desde entonces, E=mc 2 se ha convertido en una las ecuaciones más famosas del mundo. Incluso las personas que no tienen conocimiento de física al menos han oído sobre esta ecuación y saben la enorme influencia que tiene en el mundo en que vivimos. Sin embargo, la mayoría de las personas no saben exactamente qué es lo que significa. En términos simples, la ecuación representa la equivalencia entre la masa y la energía; básicamente indica que ambas son solo dos formas diferentes de la misma cosa. [2] Esta simple ecuación ha alterado la forma en la que pensamos sobre la energía y nos ha permitido crear un gran número de avances tecnológicos.

Parte 1
Parte 1 de 2:

Comprender la ecuación

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  1. El primer paso para comprender cualquier ecuación es saber qué significa cada variable. En este caso, "E" es la energía de un objeto, "m" es su masa y "c" es la velocidad de la luz en el vacío.
    • La velocidad de la luz ("c") es una constante en todos los marcos de referencia y es aproximadamente 3,00x10 8 metros por segundo. En el contexto de la relatividad de Einstein, la c 2 funciona más como un factor de conversión de unidades que como una constante. Por consiguiente, se eleva al cuadrado como resultado del análisis dimensional. La energía de mide en julios (o kg m 2 s -2 ), de modo que añadir c 2 garantiza que la relación entre energía y masa sea dimensionalmente constante.
  2. Existen muchas formas de energía como, por ejemplo, la energía térmica, eléctrica, química, nuclear y muchas más. [3] La energía se transfiere entre sistemas dándole energía a uno y quitándosela a otro.
    • La energía no puede crearse ni destruirse, solo puede cambiar de forma. Por ejemplo, el carbón tiene mucha energía potencial que se convierte en energía térmica cuando se quema.
  3. Por lo general, la masa se define como la cantidad de materia en un objeto. [4]
    • También existen algunas otras definiciones de masa. Algunas son la “masa invariante” y la “masa relativista”. La masa invariante es aquella que no cambia sin importar el marco de referencia en que te encuentres. Por otro lado, la masa relativista depende de la velocidad del objeto. En la ecuación E=mc 2 , “m” representa a la masa invariante. Esto es muy importante porque significa que la masa no crece a medida que se aumenta la velocidad, contrario a la creencia popular.
    • Es importante entender que la masa y el peso son diferentes. El peso es la fuerza gravitacional que siente un objeto, mientras que la masa es la cantidad de materia en dicho objeto. La masa solo puede cambiar si el objeto se altera físicamente, mientras que el peso cambia dependiendo de la gravedad del ambiente donde está dicho objeto. La masa se mide en kilogramos (kg) mientras que el peso se mide en newtons (N).
    • Al igual que la energía, la masa no puede crearse ni destruirse, solo puede cambiar de forma. Por ejemplo, un cubo de hielo puede derretirse a un estado líquido, pero siempre sigue teniendo la misma masa en ambos estados.
  4. [5] La ecuación establece que la masa y la energía son lo mismo e indica cuánta energía se encuentra en cierta cantidad de masa. Básicamente, la ecuación explica que una pequeña cantidad de masa está llena de una gran cantidad de energía.
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Parte 2
Parte 2 de 2:

Aplicar la ecuación en el mundo real

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  1. La mayor parte de la energía utilizable proviene de la quema de carbón y el gas natural. La quema de estas sustancias aprovecha sus electrones de valencia (los electrones sin par en la capa externa de un átomo) y los lazos que hacen con otros elementos. Cuando se añade calor, estos lazos se rompen y se libera energía que se usa para alimentar las comunidades.
    • Obtener energía de esta forma no es muy eficiente y es costoso para el medio ambiente.
  2. E=mc 2 nos indica que existe mucha más energía almacenada dentro del núcleo de un átomo que en sus electrones de valencia. La energía liberada al dividir un átomo es mucho más alta que la liberada al romper los lazos de electrones.
    • La energía nuclear se basa en este principio. Los reactores nucleares producen fisión (la división de átomos) y capturan una gran cantidad de energía liberada.
  3. La ecuación E=mc 2 ha permitido la creación de muchas nuevas y emocionantes tecnologías, cuya ausencia sería difícil de imaginar: [6]
    • Los escáneres para TEP utilizan la radioactividad para ver dentro del cuerpo.
    • La ecuación permitió el desarrollo de las telecomunicaciones con satélites y exploradores.
    • La datación por radiocarbono utiliza la desintegración radioactiva basada en la ecuación para determinar la edad de objetos antiguos.
    • La energía nuclear provee fuentes de energía mucho más limpias y eficientes para nuestra sociedad.
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