En septiembre de 1905, Albert Einstein creó la que sin duda es la fórmula más famosa de la ciencia: E=mc2. A pesar de ello, para la mayoría de la gente no es más que un ícono gráfico. Cuatro caracteres que simbolizan el misterio de la ciencia y de la inteligencia superior de un viejo y despeinado profesor. Pocos saben que esta fórmula, concebida por un joven Einstein de 26 años, contiene algunas de las ideas más profundas de la historia intelectual humana. Y que lejos de ser una curiosidad en el museo de la ciencia, sigue influyendo en el desarrollo de la física. La fórmula más famosa, como muchas celebridades, vive la paradoja de ser conocida por demasiados, pero abrazada por pocos. Lo que sigue es una invitación a que nos acerquemos, sin miedo, a sus encantos.
Comenzaremos con las letras en esta fórmula. La "E" es energía, moneda de cambio de la naturaleza, que no se crea ni destruye. Sólo se transa entre sus distintas manifestaciones. La luz del sol (energía radiante) calienta el agua del mar (transformándose así en energía térmica), ésta se evapora y eleva formando nubes (energía potencial), que luego cae en forma de veloces gotas (energía cinética). La conservación de la energía es una ley universal, que nos ha acompañado imperturbable desde los inicios de la física y que lo sigue haciendo hoy con precisión extraordinaria.
Al lado derecho está la masa (m), medida de la resistencia de los objetos a moverlos. La experiencia nos indica que es más difícil empujar un camión que un automóvil compacto. El primero tiene mayor masa. También experimentamos la masa a través de la gravedad. Los objetos más masivos son atraídos más fuertemente por la Tierra (pesan más). Como la energía, la masa también es conservada. Lo estableció el francés Antoine Lavoisier en 1789, cinco años antes de ser decapitado en la guillotina revolucionaria. La idea es que la leña que introduzco en la chimenea tiene la misma masa que sus productos finales después de la combustión, principalmente cenizas, vapor de agua y anhídrido carbónico.
Finalmente, la "c" es la velocidad de la luz, y vale exactamente 299.792,458 km/s. Una velocidad enorme que le permite a esa luz viajar a la Luna en menos de dos segundos. No estamos acostumbrados a explicitar la velocidad de un objeto cualquiera de este modo, porque, además, su rapidez es relativa a quien la mide. Así, por ejemplo, si vamos a 100 km/h en la carretera, tras un auto que viaja a 120 Km/h, para nosotros su velocidad será de 20 Km/h solamente. La luz, en cambio, siempre se mueve a la misma velocidad, independiente de quien la emita o mida. Este comportamiento es la base de la relatividad especial de Einstein, y ocurre para cualquier partícula sin masa: el fotón (partícula de luz), es una de ellas.
La fórmula de Einstein nos dice que la energía total disponible en cierto objeto es igual a su masa multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado. Es decir, la dificultad para mover un objeto es proporcional a su contenido energético. La constante de proporcionalidad (c2) es un número muy grande, lo que implica que en un pequeño trozo de materia hay contenida una energía enorme. Por ejemplo, en un par de kilogramos de materia existe suficiente energía para generar la electricidad que consume Chile en un año. Ojalá supiéramos cómo extraerla eficientemente.
La gran revolución intelectual del artículo original de Einstein es el intento de explicar el origen de la masa. ¿Será que la masa de todas las cosas no es más que la energía guardada en la estructura microscópica de las mismas? Bueno, de acuerdo a las estimaciones, más del 90 % de la masa de los objetos proviene de las energías cinética y potencial de las partículas que lo componen. El resto está contenido en la masa de partículas elementales como el electrón, y sigue siendo un misterio. Uno que los físicos pretenden resolver con el elusivo Higgs, partícula que de existir las dotaría de masa a través de su propia energía potencial. Por eso todos miran con excitación hacia Ginebra, donde "cazadores de partículas" armados con el LHC intentan atrapar al Higgs, que pondría punto final a una historia que inauguró Einstein hace ya 105 años.
*Vicerrector de Investigación y Doctorado de la UNAB.
