Esta ecuación solo es cierta para una partícula en reposo. La expresión general es
[matemáticas] E = \ frac {mc ^ 2} {\ sqrt {1 – v ^ 2 / c ^ 2}} [/ matemáticas]
Cuando una partícula viaja a una velocidad mucho menor que la velocidad de la luz
[matemáticas] E = mc ^ 2 + \ frac {1} {2} mv ^ 2 + \ frac {1} {8} \ frac {mv ^ 4} {c ^ 2} + \ cdots [/ math]
El primer término en la expresión se interpreta como la energía asociada con la masa en reposo de la partícula. Es una forma de energía potencial, no de energía cinética. El segundo término es la expresión estándar de energía cinética que se aprende en la escuela secundaria. El siguiente término es la corrección relativista de orden principal a la energía cinética de una partícula en movimiento. En situaciones ordinarias, la corrección relativista es bastante pequeña, pero hay muchas situaciones en las que es importante, particularmente cuando la precisión es importante. En particular, el GPS usa estas correcciones (y muchas otras que provienen de la Relatividad General) para mantener la precisión.
Si la pregunta es por qué c ^ 2. Bueno, la velocidad de la luz es una elección de unidades. Hemos elegido medir el espacio y el tiempo con diferentes unidades. La naturaleza nos dice que es más conveniente medir distancias en la cantidad de tiempo que tomaría la luz para cruzar esa distancia.
Probablemente esté bastante familiarizado con esta convención desde la distancia del “año luz”. También puede optar por medir distancias en nanosegundos ligeros, que serían distancias de aproximadamente 1 pie. Si haces eso, entonces la velocidad de la luz es una unidad superflua:
c = la distancia que tarda la luz en cruzar una medida de distancia en las unidades del tiempo que tarda la luz en cruzar esa distancia dividida por el tiempo que tarda la luz en cruzar esa distancia.
Si bien esta es una expresión inglesa muy larga, es tautológicamente igual a la unidad, o sucintamente c = 1.
- ¿A dónde va la luz cuando se apaga?
- En el espacio, hay dos objetos que viajan a la velocidad de la luz en dirección opuesta, y se cruzan entre sí. ¿Qué velocidad se observa por cada uno?
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Si prefiere otras unidades, está bien. Pero ha creado unidades adicionales para su propia conveniencia y ahora tiene que rociar alrededor de constantes superfluas para compensar su elección perversa de unidades. Obtendrá la respuesta correcta de cualquier manera, sus expresiones son más complicadas.