E = mc al cuadrado es la fórmula más famosa de la física. A menudo se le conoce como la teoría de la equivalencia de energía de masa. La mayoría de la gente sabe que Albert Einstein lo desarrolló, pero pocos tienen idea de lo que significa. Esencialmente, a Einstein se le ocurrió una relación entre la materia y la energía. Su genio fue darse cuenta de que la materia se puede convertir en energía y la energía en materia.
Identificación
La "E" en la fórmula significa energía, medida en unidades llamadas ergios. La "m" representa la masa en gramos. La "c" es la velocidad de la luz medida en centímetros por segundo. Cuando la velocidad de la luz se multiplica por sí misma (al cuadrado) y luego se multiplica por la masa, el resultado es un número muy grande. Muestra que la energía almacenada incluso en una pequeña cantidad de masa es enorme.
Fusión
Una forma de liberar la energía en masa es que los átomos que componen esa masa se fusionen. Esto sucede a veces en la naturaleza. Por ejemplo, dentro de una estrella, dos átomos de hidrógeno pueden ser propulsados juntos a una velocidad tan grande que los protones individuales en sus núcleos se fusionan para formar un átomo de helio con dos protones. El proceso convierte aproximadamente el 7 por ciento de la masa original en energía. Esto se puede calcular con la fórmula E = mc al cuadrado. El proceso se llama fusión nuclear. Lo vemos en dispositivos hechos por el hombre como aceleradores de partículas y bombas nucleares.
Fisión
Otra forma de liberar la energía en masa es que los átomos dentro de esa masa se separen. Esto también ocurre naturalmente en la naturaleza. Por ejemplo, el uranio es un elemento radiactivo. Eso significa que se está desmoronando. Hay 92 protones en su núcleo. Todos ellos están cargados positivamente y tratan de alejarse unos de otros. Esto es similar a dos imanes con la misma polaridad que se repelen entre sí. Cuando los átomos de uranio pierden protones, se convierten en otros elementos. Cuando se suma el peso del nuevo núcleo con el de los protones expulsados, el resultado es ligeramente más ligero que el átomo de uranio original. La masa perdida se convierte en energía. Es por eso que los elementos radiactivos liberan calor y luz. A esto se le llama fisión nuclear. La energía creada también se puede calcular con la fórmula E = mc al cuadrado.
Materia y Antimateria
Los protones y electrones que componen el universo tienen primos de "imagen especular" llamados antiprotones y positrones; estas partículas tienen la misma masa pero carga eléctrica opuesta. Curiosamente, cuando una partícula normal choca con su gemelo de antimateria, se borran entre sí, convirtiendo toda su masa en energía. Debido a que E = mc al cuadrado, la liberación de energía es enorme. Afortunadamente, nuestro universo tiene muy poca antimateria, lo que hace que estas colisiones sean raras.
Historia
La teoría de Einstein revolucionó la forma en que los seres humanos veían el universo. Se unió a las nociones de masa y energía, que antes se pensaba que estaban completamente separadas. Einstein demostró que la masa se puede convertir en energía y la energía se puede convertir en masa. Ahora entendemos más sobre por qué brillan las estrellas, la naturaleza de los agujeros negros y la creación del universo gracias a E = mc al cuadrado. El lado oscuro de la fórmula es su uso en el desarrollo de armas nucleares. De hecho, fue el mismo Einstein quien instó al desarrollo de la primera bomba atómica antes de que pudieran hacerlo los enemigos de la guerra de Estados Unidos.
