Algunas personas con unos kilitos de más van al gimnasio cada mañana o salen a correr. Irónicamente, al hacer estas actividades se están agregando peso. No se los digo yo. Se los dice Albert Einstein.
En la anterior columna explicamos cómo la Teoría Especial de la Relatividad nos muestra que el tiempo es relativo, dependiendo del marco de referencia del observador. Entre más rápido algo se mueva, más lento correrán sus relojes según son observados por alguien que está en reposo. Pero ahí no termina la historia porque Einstein luego se dio cuenta de que esto implicaba algo aún más espeluznante: que la masa de un objeto tampoco es absoluta.
Para entender el razonamiento, hay que poner especial atención a lo que Newton había dicho unos dos siglos antes. Él nos había enseñado con su segunda ley que la aplicación de una fuerza hace que un cuerpo se acelere. ¿Y qué es la aceleración? Es el cambio de velocidad en el tiempo. Pero la relatividad nos dice que el tiempo se vuelve más largo con el movimiento. Esto implica que la misma fuerza causará menos aceleración, exactamente como que si de repente hubiese más masa que mover.
¿Cómo entender eso? ¿Cómo es que de repente la masa aparece con solo moverse? Y aquí viene otra de las genialidades de Einstein. Se había enseñado por 200 años que la masa es simplemente una medida de cuánta materia hay en cuerpo, en otras palabras, cuántos átomos y moléculas tiene. Pero esto ahora parecía equivocado. Einstein concluyó que la masa también es una medida de cuánta energía tiene un cuerpo. Esta relación la escribió con una de las ecuaciones más famosas de la ciencia:
E = mc2
Ojo: no es que la materia se convierta en energía. Es que, aparte de la materia, la energía también le agrega masa a cuerpo. Por eso, la mejor forma de escribirla es así:
m = E/c2
Porque así se ve claramente que la masa (m) de la energía (E) es su valor dividido por el cuadrado de la velocidad de la luz (c). La energía puede ser de cualquier forma: de movimiento, de temperatura o incluso potencial.
Una cosa es que funcione matemáticamente, pero en la realidad, ¿existe esa masa adicional? Sí. En experimentos muy controlados se ha verificado la exactitud de esta fórmula. El átomo de hidrógeno se compone de un protón, un neutrón y un electrón. Si usted pesa estas tres partículas por separado y luego pesa un átomo de hidrógeno, se dará cuenta que el átomo pesa más. Es contraintuitivo, pero pesa más que la suma de sus componentes. El peso extra es porque el electrón se está moviendo alrededor del núcleo del átomo. Ese movimiento es energía y la cantidad de peso extra que produce es exactamente la predicha por la ecuación de Einstein.
La energía potencial, como el movimiento en potencia, es al final, también energía. Un resorte comprimido pesa más que uno estirado simplemente porque comprimido tiene energía potencial acumulada. Y si usted pudiera medirlo, se daría cuenta que ¡incluso el campo de gravedad alrededor del resorte es más fuerte cuando está comprimido!
Entonces si tanto la materia como la energía tienen esa tan importante propiedad en común, son en realidad dos caras de la misma moneda. El corolario de esa afirmación es que ambas cosas pueden causar campos de gravedad. Este crucial razonamiento daría paso a otra revolución en nuestro entendimiento sobre cómo está construido el universo y crearía una de las más grandes controversias científicas que aún hoy sigue sin solución. Esa es la Teoría General de la Relatividad, de la que hablaremos en una próxima columna.
(Una persona de unas 140 libras corriendo a 10 km/h se agrega aproximadamente 0.0000000000026 gramos de peso por la relatividad. Así que siga corriendo, porque perderá más peso quemando grasa. Más detalles en: http://52ecuaciones.xyz).
Ingeniero Aeroespacial salvadoreño,
radicado en Holanda.