Relacíon de Equivalencia entre Masa y Energía

Por lo que respecta al principio de conservación de la masa, ésta se define como la resistencia que un cuerpo opone a su aceleración (masa inerte), aunque ésta también se puede medir por el peso del cuerpo (masa pesante). Para Einstein, el que estas dos definiciones tan diferentes dieran lugar a un mismo valor de masa corporal era un hecho asombroso, ya que según el principio anterior la masa representa la cualidad esencial de la materia y ningún cambio físico o químico podía alterar la masa total.

Los físicos habían aceptado este principio hasta hace unas pocas décadas, pero frente a la Teoría de la Relatividad Especial este principio resultaba poco satisfactorio, por consiguiente fue fusionado con el principio de la energía, tal y como el principio de la conservación de la energía mecánica también había sido fusionado con el principio de la conservación del calor.

E muy corriente expresar la equivalencia entre masa y energía (aunque un tanto inexactamente) mediante la fórmula E=mc², donde c representa la velocidad de la luz (unos 300000 km/s), E es la energía contenida en un cuerpo fijo y m la masa de dicho cuerpo. Esto equivale a decir que a cada

unidad de masa le corresponde una enorme cantidad de energía. Pero, si cada gramo de materia contiene esa tremenda energía, ¿por qué no ha sido advertida durante tanto tiempo? la respuesta es que en la medida en que la energía no se pierde externamente, es imposible que sea observada; es como si un hombre muy rico jamás pudiera gastar ni un céntimo y nadie sabría lo rico que es.

Para que un aumento de masa sea detectable, el cambio de energía por unidad de masa tiene que ser enorme mente grande; así, solamente sabemos de una esfera en la que tales cantidades de energía por unidad de masa son liberadas: la desintegración radiactiva. Para describir el proceso podemos decir que un átomo de masa M se divide en dos átomos de masas M₁ y M₂ que se separan con una tremenda energía cinética; de acuerdo con el principio de equivalencia (en contradicción con el principio de la conservación de la masa), la suma de las masas M₁ y M₂ de los productos de desintegración tiene que ser más pequeña que la masa original M del átomo original; la diferencia relativa de los dos átomos está dentro del orden de un 0,1%)

En realidad no estamos en condiciones de pesar los átomos aunque hay métodos indirectos para medir sus pesos con exactitud y determinar las energías cinéticas que son transferidas a los productos de la desintegración radiactiva (M₁ y M₂). La ley de equivalencia también permite calcular con anticipación, a partir de pesos atómicos determinados de forma precisa, qué cantidad exacta de energía va a ser liberada con cualquier rango de desintegración atómica. Desde luego, las leyes no dicen nada acerca de si se producirá la reacción de desintegración o de cómo se producirá.