E=mc2

E=mc² significa que puedes obtener energía a partir de la materia.

Hasta antes de Einstein regia como dogma la Ley de Conservación de las masa de Lavoissier, la cual dice: "La materia no se crea ni se destruye, sólo se transforma". Lo cual es cierto, pero rige para reacciones químicas. En las reacciones físicas, específicamente la fisión nuclear, existe pérdida de materia, es decir, la suma de la materia de los reactivos es mayor que la suma de la materia de los productos. Ese diferencial, se transforma en energía, la cual sirve para alumbrar una ciudad o para volar en pedazos una región completa. La ecuación de Einstein E=mc² te dice que esa materia que se "pierde", en realidad se transforma en energía.

E=mc² es una ecuación extremadamente simple y compleja, puesto que última instancia plantea que todo lo que ves es energía "solidificada", tú, yo, tu café de las mañanas, la comida que te comes, .... Lo maravillosamente simple de la ecuación, también plantea una inmensa responsabilidad para el hombre, y es que a partir de dicha ecuación el hombre es capaz de controlar la energía contenida en la materia, la cual es espantosamente enorme llegando incluso a ser capaz de destruir regiones enteras o a alumbrar ciudades enteras con muy poca materia inicial.

¿Se puede convertir energía en materia?

E=mc², al ser una igualdad, al menos teóricamente, la energía puede transformarse en materia, lo cual rompería el primer principio de la termodinámica que dice: " La energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma en otras formas de energía" ej.: energía solar a química en la fotosíntesis; energía química en cinética en la combustión de motores; etc.

La fórmula además indica que desintegrando cantidades muy pequeñas de materia podemos conseguir grandes cantidades de energía. Esto abrió el camino a la era nuclear. En las reacciones nucleares, parte de la materia se convierte en energía, por ejemplo, en forma de fotones de rayos gamma (los fotones, por definición, no tienen masa).

La Humanidad ha conseguido dominar las reacciones nucleares de fisión y fusión con fines destructivos (bomba atómica y bomba H, respectivamente), pero para aplicaciones pacíficas (energía nuclear) sólo la de fisión es viable en la actualidad.

Hagámonos la pregunta, ¿es posible recorrer el camino inverso y convertir energía en materia?

La respuesta, evidentemente, es que sí. ¿Por qué no? Sólo hay un ‘pequeño’ detalle. Una ínfima cantidad de masa produce una cantidad ingente de energía. Un gramo de materia desintegrada produciría (basta aplicar la fórmula) aproximadamente 90 Terajulios. Esto son unos 25 millones de kilowatios-hora. Con esta energía, podríamos hacer lucir una bombilla de 100 watios durante 285 siglos.

Pero al convertir energía en materia todo funciona al revés. Necesitamos una cantidad de energía espectacular para producir una cantidad de materia pequeñísima. Por ejemplo, un fotón gamma muy energético puede dar lugar a un electrón y un positrón (siendo la masa de ambos ridícula).

Podemos, por tanto, producir partículas subatómicas a partir de energía, pero sólo tiene interés a nivel científico, experimental. De hecho, sólo podemos obtener partículas sueltas. Sería imposible obtener un ‘pedazo’ de materia de un gramo, ya que deberíamos concentrar toda esa descomunal energía (90 Terajulios) en un sólo punto.

Se supone que toda la materia del Universo se originó a partir de energía, pero evidentemente en unas condiciones imposibles de reproducir sobre la faz de la Tierra. En general, aunque la energía no se crea ni se destruye sino que se transforma (considerando la materia como una forma de energía) no todas las transformaciones son igual de viables.

Por ejemplo, podemos convertir totalmente la energía mecánica en calor (al frenar un coche, por ejemplo), pero no podemos transformar totalmente el calor en energía mecánica (esto violaría las leyes de la Termodinámica). En el caso que nos ocupa, aunque los humanos hayamos controlado el proceso de transformación de la materia en energía (¡todo un logro!), el paso inverso es físicamente imposible para nosotros.