Energía, masa y velocidad

Creo que hoy voy a hacer mi primer uso del blog y voy a hablaros de mi pasión:

Dos años atrás pasé página y cerré por última vez libros literarios, fantasiosos y ,en suma, de ficción, para adentrarme en un mundo del que aún no he conseguido ni deseo salir: el fascinante agujero negro de la divulgación científica.

Para ser sincero, he de empezar diciendo que aunque me encante, no he sido muy prolijo en estos años y las obras de las que he podido aprender algo son menos de las que me gustarían y muchas menos de las que tengo en mente leer, pero eso no resta para empezar con esta iniciativa, contaros alguna curiosidad "física" que me haya encandilado, y hacerlo de la forma más simple posible, tal y como genios del talante de Stephen Hawking, Brian Greene,Simon Singh o el mismísimo Richard Feynman me han transmitido en sus obras.

Para abrir boca, empezaré por un tema que no es ajeno a nadie pero del cual mucha gente desconoce su trasfondo, La equivalencia Masa-Energía.

Con esto me refiero a que prácticamente todas las personas conocen la elegante ecuación: E=mc² pero no me atrevería a estimar cuantas de ellas identifican esas letras con la energía de un cuerpo, su masa y la constante de la velocidad de la luz al cuadrado, y menos aún el porqué de "tan extraña divagación".

(Por simplicidad tomaremos esta ecuación en su versión reducida aplicada a cuerpos en reposo, ya que para cuerpos en movimiento la masa aumenta en función de la velocidad con una asíntota vertical de crecimiento situada en la velocidad de la luz, lo que quiere decir que para que un cuerpo con masa alcance la velocidad de la luz se necesita una cantidad infinita de energía,lo que implica que la propia luz formada por cuantos de energía, denominados fotones, no posee masa y por lo tanto tiene la capacidad de moverse en el límite de la velocidad conocida, la suya propia, y a su vez, al no poseer masa, no puede ser decelerada, con lo que su única posibilidad es moverse a 300.000 Kilómetros por segundo. Este hecho se conoce gracias a La Teoría Especial de la Relatividad de Einstein y sólo fue perceptible para un ser excepcional que fue capaz de creer en algo que contradecía a toda la Física creada hasta entonces, la llamada Física Newtoniana, para mejorarla y hacernos caer en la cuenta de procesos que ocurren a magnitudes tan inmensamente grandes que sólo alguien a hombros de gigantes podría alcanzar a ver)

Para empezar, pongamos que retrocedemos unos siglos y recogemos la manzana que un buen día le cayó a Sir Issac Newton en la cabeza (la causante directa del mayor auge de la Física en siglos) y con la segunda manzana más famosa de la historia en nuestras manos (después de la manzana del Edén) procedemos a introducirla en una balanza, damos con que su masa es de 200 gramos y ya que conocemos el resultado de Einstein podríamos aplicar su fórmula para ver la energía que contiene este cuerpo:

0,200 [Kilogramos] * (300.000.000)² [metros por segundo] = 18.000.000.000.000.000 [Julios]

Mi reacción ante tanto cero sería algo parecido a lo siguiente: ¡Ah!¡pues mira que bien, una manzana tiene tropecientos Julios!, ¿y a mi qué?

Desde luego esto no debería ser común para una persona que conozca que un Julio no es sólo un nombre, sino además una unidad de energía que representa el trabajo necesario para desplazar una masa de 1 kilogramo 1 metro, acelerándola 1 metro por segundo ,lo que se identifica en algo menos que la energía liberada al dejar caer de tu mano una botella de agua de 1 litro al suelo. ¿No parece mucho verdad?, pues ahora multiplicad, si podéis, ese efecto por la ya calculada cifra de energía que contiene una manzana común y obtendréis 330 veces la capacidad destructiva de la Little boy, la bomba nuclear detonada en Hiroshima, pero en cambio no llega al 80% del rendimiento de la mayor explosión nuclear jamás detonada,la llamada bomba del Zar (de origen Ruso), con 50 Megatones de potencia, algo que debería hacernos reflexionar sobre la capacidad de destrucción que tiene el ser humano en sus manos.

Con lo que de ahora en adelante cada vez que toméis una inocente manzana podríais reconsiderarlo... aunque para ser sinceros, para liberar totalmente la energía que almacena la manzana, o cualquier cuerpo másico, necesitaríamos colisionar ésta con su álter ego, la manzana de antimateria, desembocando el proceso en una explosión energética del orden de dos veces los datos ya comentados (ya que en la reacción entran en acción otros 200 gramos de masa), pero en realidad cualquier cosa con masa puede ser analizada con la fórmula de Einstein para maravillarnos de la cantidad de energía de la que estamos rodeados y viceversa, cualquier cosa con energía podría ser una determinada cantidad de materia en nuestro universo, algo apasionante.

Éste tema nos adentra en un ambiente perfecto para filosofar y divagar, es de conocimiento común el hecho de que la energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma, esto implica que nuestros cuerpos formados por masa no se crean ni se destruyen, sólo se transforman, y el flujo que intercambia nuestra materia es eterno, los procesos caloríficos, químicos, mecánicos, como tener fiebre, comer y correr respectivamente, son medios para traspasar una parte de nosotros al universo que nos rodea y recibir partes de otros en nuestro ser.(Hay multitud de formas de traspasar energía, sólo he citado algunas de ellas).

Sin duda la idea es maravillosa y nos puede llevar a apreciar que realmente formamos parte de un todo, que de individuos tenemos poco, y que en esencia somos partículas, asociadas de una determinada forma que es la principal diferencia para ser organismos vivos o inertes, pero exactamente formados por las mismas partículas que forman un caracol, un grano de arena, un árbol o una estrella, somos, hemos sido o seremos parte de todas esas cosas, al igual que de las personas que tenemos a nuestro lado y que tantas veces no tratamos como se merecen. Al final si que va a tener razón ese que decía "trata a los demás como quisieras que te tratasen a ti mismo".

En cuanto a ésta ecuación, siempre que la leía tenía ganas de saber como pudo ser ideada por un ser humano, podríamos afirmar que sabemos que no la saco del vacío, ¿o quizás sí?. La mayor contribución de Einstein en la física, a mi humilde parecer, no fue ésta magistral ley, sino la teoría que la precede, La Teoría de la Relatividad Especial de 1905 (posteriormente ampliada en 1915 con La Teoría General de la Relatividad).

La consecuente explicación de estas dos maravillas vendrán en mis siguientes aportaciones al blog, de momento paciencia y mucha suerte.