¿Por qué la ecuación de Einstein [matemáticas] e = mc ^ 2 [/ matemáticas] nunca se convierte en una ley (digamos la Ley de Einstein)?

Fue solo un cambio de moda. Justo cuando Einstein estaba trabajando, alrededor de 1900, la gente dejó de nombrar nuevos descubrimientos “leyes”. Por el contrario, en algún lugar casi al mismo tiempo, “teoría” pasó de significar “parte especulativa de la filosofía del sillón” al término estándar para explicaciones lógicamente organizadas.

No sé exactamente por qué fue esto, pero especulo que el éxito de teorías integrales como el electromagnetismo de Maxwell y la evolución de Darwin por selección natural le había dado a la “teoría” un nuevo prestigio, y la idea de “leyes” ordenadas por Dios había comenzado a parecer un poco tonto a la luz del choque y la quema de la historia de la creación judeocristiana.

Debido a que la fórmula real para la energía relativista es [matemática] E = mc ^ 2 / \ sqrt {1-v ^ 2 / c ^ 2} [/ matemática], una fórmula que se deriva de las leyes de la dinámica en el marco de Teoría de la relatividad especial. En el límite donde v es pequeño, se reduce a [matemáticas] E \ simeq mc ^ 2 + \ textstyle \ frac {1} {2} mv ^ 2 [/ matemáticas], en el que reconocemos la fórmula de energía cinética pre-relativista , [math] \ textstyle \ frac {1} {2} mv ^ 2 [/ math], más la energía restante [math] mc ^ 2 [/ math], que no desaparece incluso cuando v = 0. Entonces la ley , si desea utilizar esa terminología, sería el principio de equivalencia de marcos inerciales (el postulado básico detrás de la relatividad especial), a partir del cual se siguen las transformaciones de Lorentz y las ecuaciones de la dinámica relativista, incluida la ecuación anterior.

Si bien la equivalencia de masa y energía es un descubrimiento importante, una de las razones por las que se le da un significado indebido es la simplicidad de la fórmula icónica, [matemáticas] E = mc ^ 2 [/ matemáticas]; No suelo ver camisetas o pegatinas con fórmulas como [matemáticas] R _ {\ mu \ nu} – \ textstyle \ frac {1} {2} Rg _ {\ mu \ nu} – \ Lambda g _ {\ mu \ nu} = 8 \ pi Gc ^ {- 4} T _ {\ mu \ nu} [/ math] o incluso el mucho más simple [math] L = \ textstyle \ frac {1} {2 \ kappa} ( R-2 \ Lambda) \ sqrt {-g} [/ math] …

También debo agregar que la relevancia de [matemáticas] E = mc ^ 2 [/ matemáticas] para la física nuclear está exagerada en las cuentas populares. La validez de esta fórmula es universal: las reacciones químicas también provocan una pequeña pérdida de masa cuando se libera energía química en forma de calor. La diferencia es que las reacciones nucleares pueden liberar un millón de veces más energía por átomo que las reacciones químicas por molécula, por lo que el cambio de masa es más fácil de medir. Pero la equivalencia entre masa y energía tuvo poco que ver con el descubrimiento de la reacción en cadena de fisión nuclear que hizo posible la energía nuclear y las armas.

Hasta el siglo XIX, la ciencia todavía estaba fuertemente influenciada por el concepto de “ley natural” que surgió de la filosofía del siglo XVII, que a su vez estuvo fuertemente influenciada por el deísmo. El concepto de “ley natural” se concibió originalmente como leyes inviolables de la naturaleza puestas en marcha por imperativo divino. Sin embargo, a finales de los siglos XIX y XX, los científicos y académicos anglófonos, bajo la influencia de personas como Bertrand Russell, comenzaron a tratar de eliminar la idea religiosa de las ciencias físicas y trataron de reorientarlos hacia la lógica filosófica y la epistemología. La terminología de la “ley” cayó en desgracia, y el modelo de “teoría / observación” se destacó.

No tiene un impacto práctico en la ciencia en sí misma; a la física no le importa si llamamos a [math] e = mc ^ 2 [/ math] una ley o una teoría; simplemente refleja una concepción filosófica diferente de lo que nuestro La comprensión del universo significa.

Además del cambio de modas (la ley de Hubble es lo último en lo que puedo pensar, se agregaron pocas “leyes” en el siglo XX), los incompletos de la expresión (a menos que use una masa relativista, que es una forma bastante horrible de ver it), existe el hecho de que es un pequeño corolario de la relatividad. Es una conversión entre dos cantidades, no una ley *. La contracción de la longitud y la dilatación del tiempo tampoco se llaman leyes, pero tienen más derecho a ser que esta fórmula.

Lo más cercano a las leyes en relatividad son realmente los postulados. Sin embargo, estas no son realmente leyes tampoco. No están realmente probados por Einstein, solo se supone y el resto deriva. El estilo de Einsteins no apoyaba tanto las “leyes” como los principios y las derivaciones.

* sin embargo, unifica (y corrige) dos leyes anteriores en la ley de conservación de la energía de masa.

Debido a que esto no fue aprobado por muchos físicos … Una teoría no puede convertirse en una ley hasta que sea aprobada y correcta por todos los físicos y nadie puede probar que está equivocada … Pero hay algunos científicos que no están de acuerdo con Einstein, por eso no es un ley.

Incluso suponiendo que la masa en reposo y la energía en reposo (la fórmula es más compleja de lo que publicaste, pero en reposo algunos términos son 0, por lo que es la forma simple que publicaste), es una definición, no una ley. Dice que la masa es energía y la energía es masa. Las definiciones no “se convierten en leyes”.

Ciertamente NO es una definición; las definiciones no se pueden derivar, esta expresión sí. También se ha comprobado experimentalmente.