equivalencia entre masa y energía

La equivalencia entre la masa y la energía se establece por la expresión de la teoría de la relatividad: Dicha expresión estuvo sujeta a ciertas interpretaciones, aunque actualmente las consecuencias para la teoría de partículas de dicha ecuación están totalmente claras, y la expresión está bien demostrada desde un punto de vista experimental. Esta fórmula establece que la energía de un cuerpo en reposo (E) se puede calcular como la masa (m) multiplicada por la velocidad de la luz (c = aproximadamente 3 × 108 m/s) al cuadrado. Es decir, todo cuerpo en reposo con masa tiene un tipo de energía asociada (energía en reposo); similarmente cualquier cosa que tenga energía exhibe una masa correspondiente m dada por su energía E dividida por la velocidad de la luz al cuadrado c² (de hecho, Einstein planteó la ecuación E=mc² de esa manera, como L/V²). Debido a que la velocidad de la luz es un número muy grande en unidades cotidianas, la fórmula implica que incluso un objeto cotidiano en reposo con una cantidad modesta de masa tiene una cantidad muy grande de energía intrínseca, por ejemplo, un protón tiene una energía en reposo que puede parecer muy poca, pero que es bastante si se toma en cuenta que toda esa energía la contiene un pequeño protón. Las transformaciones químicas, nucleares y de otra energía pueden hacer que un sistema pierda parte de su contenido energético (y por lo tanto una masa correspondiente) liberándolo por ejemplo como luz (radiante) o energía térmica; de hecho, gracias a la equivalencia masa-energía ocurren fenómenos como la fisión nuclear o la fusión nuclear (que es responsable del brillo del sol) . La equivalencia masa-energía surgió originalmente de la relatividad especial como una paradoja descrita por el matemático Henri Poincaré. Einstein lo presentó en su artículo «¿Depende la inercia de un cuerpo de su contenido de energía?»,​ uno de los cuatro de Einstein publicados en la revista científica Annalen der Physik en 1905. Einstein fue el primero en proponer que la equivalencia entre masa y energía es un principio general que es real y una consecuencia de las simetrías del espacio y del tiempo. Una consecuencia de la equivalencia masa-energía es que si un cuerpo es estacionario, todavía tiene alguna energía interna o intrínseca, llamada energía de reposo, que corresponde a su masa en reposo. Cuando el cuerpo está en movimiento, su energía total es mayor que su energía de reposo, y, de manera equivalente, su masa total (también llamada masa relativista en este contexto) es mayor que su masa en reposo. Esta masa de descanso también se llama masa intrínseca o invariante porque sigue siendo la misma independientemente de este movimiento, incluso para las velocidades extremas o la gravedad considerada en la relatividad especial y general. La fórmula de energía de masa también sirve para convertir unidades de masa en unidades de energía (y viceversa), sin importar qué sistema de unidades de medida se utilice. Sin embargo la ecuación E=mc² está incompleta, ya que solo se aplica para definir la energía en reposo, pero a la hora de definir la "energía relativista" de un cuerpo en movimiento se necesita incluir al momento lineal p (p=mv, masa por velocidad); además, según la ecuación, la energía en reposo depende de la masa, por lo que no se aplica para partículas sin masa, como la luz, que debe tener energía. La ecuación que resuelve todos estos problemas es la versión completa de E=mc², E²=p²c²+m²c⁴, que nos dice que la energía al cuadrado de un cuerpo es igual al momento lineal al cuadrado por la velocidad de la luz al cuadrado, más la masa al cuadrado por la velocidad de la luz a la cuarta. Para un cuerpo sin masa, la ecuación quedaría más o menos así: E²=p²c²