domingo, 8 de junio de 2008

Una breve historia de E=mc2

Es, tal vez la ecuación mas famosa de la historia y a la vez muy poco conocida. Tiene implicaciones muy locas, se podria considerar un reflejo de la concepción moderna del universo aun cuando sus fundamentos se vienen desarrollando desde el siglo XVIII. Es la famosa ecuación
E=mc^2

Cada una de sus variables tiene una historia muy interesante que trataré de resumir los mas posible.

E: Energia. Ahora todos tenemos una noción mas o menos clara de lo que significa Energia, pero antes del siglo XVIII la historia era muy diferente. Se consideraba diferente la electricidad al magnetismo, y todas las formas de energia. Entonces llego Faraday, alguien que sin haber estudiado fisica se fue colando poco a poco en el ambiente y logro hacer varios descubrimientos importantes. En este caso, descubrió que al pasar electricidad por un cable este genera un campo magnetico a su alrededor. Esto sentó las bases para entender lo que es energia, y después establecer la ley de la conservación de la Energia.

=: "igual". Este simbolo es muy intuitivo ahora, significa que las cantidades o "cosas" que estan a ambos lados de dicho simbolo son iguales. Pero su uso se empezó lentamente a generalizar después de que Recorde lo propusiera en 1543. Antes de eso habia cosas extrañas como: 2+4 equal 6, 2+4||6, 2+4 ---------------> 6. Gracias a Dios alguien llego con un simbolo razonable y bonito además.

m: Masa. Masa se define como la cantidad de materia en un cuerpo. El concepto de materia ha evolucionado desde que los griegos propusieron el concepto de atomo (por cierto totalmente diferente del concepto actual de atomo, que es basicamente espacio vacio), tal vez el siguiente gran avance fué la ley de la conservación de la materia. Esta ley fué propuesta y verificada en 1771 por Antoine Lavoisier, un fisico y contador francés (es curioso que alguien con una ocupacion como la de contador descubriera esa ley, ironico). Lastima que después fuera decapitado en la revolución francesa por asuntos de impuestos.

c: Velocidad de la luz. Durante muchos siglos se pensó que la luz viajaba instantaneamente de un lugar a otro. Esto parecia ser algo obvio, sin embargo Galileo propusó que la velocidad de la luz debia de ser finita. Sin embargo en ese tiempo no se tenia la tecnologia para medir una velocidad tan grande. El siguiente en hacer un avance al respecto fue un astronomo danés, Ole Römer, quien explico la discrepancia en los tiempos previstos para la aparicion de una de las lunes de Jupiter en los telescopios en la tierra. Propuso que, como la distancia de dicha luna a la Tierra era variable en los periodos de 6 meses en los que se observaba, la luz de esa luna recorria distancias diferentes y luego debia llegar con un retraso cuando estaba mas lejos. Esto se comprobó con observaciones. Ahora se puede medir con toda exactitud la velocidad de la luz. Una ultima observación es que la velocidad de la luz es el limite de velocidad superior que tiene la materia, no puede viajar mas rapido, para hacerlo requeriria de una energia finita, para mover una masa infinita.

^2: "El cuadrado". Los cuadrados siempre aparecen en la naturaleza, parece tener cierta predileccion por ellos. Por mucho tiempo se sospecho que la cantidad de energia de un cuerpo era proporcional a mv. En 1749 una francesa, Emilie du Chatelet entre otras cosas (como predecir la radiacion infraroja y hacer la primera traduccion al frances de la obra de Newton) demostró que, como Leibniz predijó (una pequeña victoria sobre Newton), la cantidad de energia era proporcional a mv^2. Lastima que Emelie murió al dar a luz a su hijo en sus 40 años, además era la esposa de Voltaire y juntos fundaron el primer centro de investigacion en Francia.

Esta es la biografia condensada de cada miembro de la ecuacion. Es muy interesante, y solo queda hacer dos observaciones por lo pronto:

1) Observar que lo primero que nos dice la ecuación es que masa y energia son dos manifestaciones de lo mismo, son equivalentes en esencia. Y el factor c^2 nos da el factor de conversion entre ambas por lo que una pequeña cantidad de materia, como la hoja de un libro contiene tanta energia como para avastecer a la Tierra entera, solo que no tenemos la tecnologia.

2) La naturaleza parece tener cierta predileccion por la forma ab^2. Por ejemplo, el area de un circulo: pi*r^2, la energia cinetica: 1/2*mv^2, E=mc^2, y otros ejemplos que ahora no me vienen a la mente.

3) De alguna manera es "natural" la ecuacion, consideremos la siguiente argumentacion "informal": la energia de un cuerpo moviendose a velocidad v es mv^2, no puede ir a mas velocidad que v=c, por lo que toda la energia que puede generar un cuerpo es mc^2.

Bueno, eso es todo lo que tengo que decir por el momento al respecto, tenia que "sacar" esto de mi sistema jeje, es que es muy muy interesante. Ok, that's pretty mucho about it... for now. Bis bald

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