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Descubrimiento de E = mc^2

Para entender E = mc^2, debemos volver al año 1904. Albert Einstein era entonces un desconocido de 25 años, que había ofendido tanto a sus profesores en la universidad debido a su falta de obediencia que se habían negado a escribirle cartas de recomendación para conseguir un buen trabajo. Terminó como empleado de patentes en Berna, Suiza, donde la única biblioteca de ciencias de la ciudad estaba cerrada en su día libre, por lo que no pudo mantenerse al día con las últimas investigaciones.


Cuando trató de trabajar en sus propias ideas en la oficina, tuvo que detenerse cada vez que su supervisor se acercaba, y guardar sus notas en un cajón, que en broma llamó su "departamento de física teórica", para que nadie lo viera. Y esa fue la preparación ideal para lo que estaba a punto de lograr.

Porque en 1904, todos en la ciencia creían que el universo estaba dividido en dos grandes reinos. Por un lado, estaba el reino de la energía, donde soplaban vientos, ardía el carbón y crepitaban rayos. Por otro lado, existía el reino de las masas, donde existían árboles, montañas y pisapapeles, y quizás incluso irritantes supervisores de patentes.

Se pensaba que esos dos reinos estaban completamente separados. No había vínculo entre los dos.

Eso es lo que Einstein logró desafiar. Estaba lo suficientemente cerca de sus días en la universidad que todavía estaba actualizado en herramientas técnicas, pero estaba lo suficientemente lejos, aislado en la oficina de patentes, que no estaba encerrado en el consenso de otros físicos profesionales.

Hubo algunos indicios de que algo andaba mal con la opinión estándar de que la energía y la masa estaban completamente separadas. Marie Curie en París, por ejemplo, descubrió que ciertos minerales, compuestos de radio, lograron enviar energía brillante durante horas, meses... Sin que pareciera quedarse sin energía. Fue un hallazgo tan extraño que la mayoría de la gente simplemente lo ignoró.

Cuando 1904 se convirtió en 1905 y Einstein se acercaba a su cumpleaños número 26, algo hizo clic en su personalidad y elevó su creatividad a un nivel superior. Se dio cuenta que la materia sólida podría explotar y revelar energía oculta.

Nadie lo había reconocido antes. Era como si la gente hubiera vivido en un planeta donde la madera ordinaria nunca se encendió. Aún más, Einstein se dio cuenta de cuánta energía se mantiene concentrada dentro de la masa ordinaria. El "c^2" en su ecuación puede considerarse como un gran número.

Es como la lectura de una válvula de presión en un sistema de plomería complejo. Como c^2 es tan grande, lo que encontró Einstein es más que decir que quemar un trozo de papel liberará un poco de energía.

El sistema de plomería está bajo una enorme presión. La masa ordinaria es tan densa y concentrada que cuando se suelta, brota una gran cantidad de energía.

En la bomba que explotó sobre Hiroshima en 1945, por ejemplo, solo unos pocos gramos de uranio se transformaron por completo en energía. Pero fue suficiente para destruir una ciudad.

Las operaciones de Einstein E = mc^2 impregnan nuestro universo. El Sol mismo puede verse como una estación de bombeo gigante, flotando en el espacio. Cada segundo, millones de toneladas de hidrógeno en su interior desaparecen de la existencia. En su lugar, emergen grandes cantidades de energía: Suficiente para calentar nuestro planeta y brillar a través del Sistema Solar. Nuestra existencia se deriva de la ecuación, ya que también opera en al revés. No solo dice que la masa puede explotar en energía, sino que la energía se puede apretar para terminar como masa ordinaria.

Esto significa que si dos haces de luz pura se iluminan el uno al otro, las partículas sólidas pueden aparecer cuando colisionan. Los rayos de antorcha ordinarios no serán lo suficientemente fuertes como para hacer esto. Pero cuando el universo era muy joven, se llenaba solo de luz y transportaba enormes cantidades de energía.

Donde esos rayos de luz chocaron, golpearon con tanta fuerza que la transformación que la ecuación describió tuvo lugar. Bits de luz "desaparecieron", y una masa sólida apareció en su lugar. Eso condujo a átomos, estrellas, planetas y, en última instancia, incluso a un paciente y caprichoso empleado de patentes, preguntándose cómo funcionan la masa y la energía.

Este post pertenece a la serie "Descubrimientos y Experimentos", puedes ver todos los posts aquí. 



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