masa y energia

Masa y energía son equivalentes: E = m x c2
Pocos meses después de publicar la teoría especial de la relatividad, en un trabajo muy breve Einstein demostró la que probablemente es la consecuencia más importante de su teoría: existen procesos naturales en los que una porción de la masa inicial  se convierte en una cantidad de energía . Y viceversa. 
Para la física (y la química) clásica, masa yenergía eran cantidades que se conservaban independientemente. En una reacción química, se pensaba que “la masa de los reactivos es igual a la masa de los productos”. En un proceso físico cualquiera, se asumía por un lado la conservación de la masa, y por el otro la conservación de la energía (primer principio de la termodinámica). A partir del trabajo de Einstein, ambas leyes de conservación seunifican en una sola.
Si bien la conversión masa-energía es despreciable en las reacciones químicas, no lo es en reacciones nucleares. Existen núcleos atómicos cuyas masas son mayores que la suma de las masas de los protones y neutrones que lo componen. Estos núcleos son inestables y se convierte masa en energía cuando se parten. Esta fisión nuclear ocurre naturalmente en la naturaleza, yartificialmente en los reactores nucleares, donde se aprovecha la energía liberada en el proceso para finalmente producir electricidad. El proceso inverso también es posible: cuando se unen núcleos livianos para formar uno más pesado, la masa del producto es menor que la suma de las masas de los núcleos livianos. En esta “fusión nuclear” también se libera energía (gracias a ella estamos vivos, ya queeste es el mecanismo de generación de energía en las estrellas como el Sol). También gracias a ella los átomos que componen nuestros cuerpos y todo lo que nos rodea fueron alguna vez “fabricados” dentro de alguna estrella a partir de núcleos más livianos. La fusión nuclear controlada aún no se ha logrado artificialmente.
No sólo es posible convertir parte de la masa en energía. Existen procesos enlos que toda la masa se convierte en energía, como cuando una partícula se aniquila con su antipartícula. La situación inversa también es posible. De hecho, en los grandes aceleradores de partículas, se crean pares de partícula-antipartícula a partir de la energía cinética inicial de los haces que colisionan.

.5 Equivalencia masa-energía
Has visto cómo tanto la posición como el tiempo varían altratarse desde el punto de vista de la relatividad. Esto traía como consecuencia la transformación de velocidades relativista, por esta razón la cinemática sufrió un profundo cambio. Pero ¿y la dinámica? Desde la formulación de sus leyes fundamentales por parte de Newton se había mostrado válida para describir la práctica totalidad de los fenómenos observables.
El problema surgía cuando se teníaen cuenta una de las formulaciones más comunes de la segunda Ley de Newton, concretamente en la que relaciona la acción de una fuerza con la variación del momento lineal de un cuerpo. Como la expresión del momento lineal es  , si la velocidad ha cambiado también debería hacerlo el momento lineal. Más aún, dado que la velocidad tiene el límite teórico de la velocidad de la luz (c), ¿significa estoque existe un límite máximo al momento lineal de un cuerpo y por extensión a la fuerza que puede ejercerse sobre él?
La solución que da la dinámica relativista es que la masa inercial de un cuerpo deja de ser constante para depender, al igual que ocurría con la posición y el tiempo, de la velocidad relativa del mismo. Así, si para un observador en reposo la masa de una partícula es  , para unobservador inercial en movimiento relativo con velocidad  respecto a este, la masa relativistamedida será:

 
Y por lo tanto el momento lineal de esta partícula será

 
Aplicando el teorema de las fuerzas vivas, que nos dice que el trabajo realizado sobre un cuerpo se emplea en cambiar su energía cinética, operando con la expresión del momento lineal se llega a la expresión de la energía...