Para resumir, no hay evidencia de que esta relación haya sido violada.
Para dar una respuesta realmente buena es necesario definir claramente lo que queremos decir con masa y energía. Trataré de usar la menor cantidad de matemáticas posible.
En física clásica, la masa de un objeto es idéntica a su masa en reposo.
Además, en física clásica, no existe el concepto de convertir masa en energía.
La masa y la energía se conservan por separado. El trabajo de Einstein corrige esto.
- ¿Cómo se puede resolver la paradoja de los gemelos cuando ambos viajan?
- ¿Los ocupantes de una nave espacial esférica girando alrededor de un eje central cerca de la velocidad de la luz experimentarían dilatación del tiempo?
- ¿Es posible violar la ley de Einstein E = mc ^ 2?
- ¿Por qué la luz no destruye los objetos que toca si la velocidad de la luz es tan rápida?
- ¿Por qué aumenta la resistencia del aire cuando aumenta la velocidad de un objeto?
En relatividad especial, la masa aumenta cuando se mueve en relación con el marco de referencia en el que se mide. Es este concepto de masa lo que usaremos. Esto mide la inercia del objeto. (En relatividad general, las masas inerciales y gravitacionales se consideran equivalentes; existe una gran cantidad de evidencia experimental de que este es el caso)
Bien, ahora que tenemos las reglas básicas, tomemos un ejemplo para que podamos ver cómo funciona en la práctica.
Supongamos que un objeto está libre de potenciales de campo (lo discutiremos en un minuto). También que se está moviendo a velocidad constante en nuestro marco de referencia.
A. La masa del objeto se compone esencialmente de dos partes:
1. la masa restante
2. el aumento de masa debido al movimiento .
B. La energía de un objeto está compuesta de
1. la energía que se produciría si la masa del objeto en reposo se convirtiera totalmente en energía.
2. La energía cinética (energía del movimiento ).
Tenga en cuenta que B.1. era desconocido en la física clásica.
En cada caso, la constante de proporcionalidad es [matemáticas]
c ^ {2}
[/matemáticas].
La masa relativista total es la suma de A.1 y A.2. La energía total, la suma de B.1 y B.2 es la energía relativista total. En relatividad, la conservación de la masa y la conservación de la energía son esencialmente lo mismo. (Esto se relaciona con la publicación de Harman Kahlon; llegaré a eso en un minuto).
Existe una amplia evidencia experimental de convertir la masa (A.1) en energía (B.1), energía atómica, física de partículas, etc.
======
Esto probablemente satisfará a la mayoría de las personas, y es posible que desee dejar de leer en este punto, pero necesito agregar un par de puntos adicionales para ser estrictamente preciso. 🙂
En primer lugar, si el objeto está sujeto a un campo de fuerza para que tenga energía potencial, la relatividad especial exige que la energía potencial también se muestre como una masa inercial adicional.
En segundo lugar, la publicación de Harman Kahlon se entiende mejor en el espacio Minkowski de cuatro dimensiones (con firma + -). Esto se pone un poco técnico. El impulso cuatro está dado por
[matemáticas]
p ^ {2} c ^ {2} = E ^ {2} – m_ {0} ^ {2} c ^ {4}
[/matemáticas]. (Esta es una reorganización de la ecuación de Harman Kahlon, si no he estropeado el Látex 🙂). De modo que la energía compone el componente del tiempo de los cuatro momentos. Los tres componentes espaciales de los cuatro momentos son el momento clásico . ¡En esta formulación, la conservación de la masa, la conservación de la energía y la conservación del momento son todos resultados de una ecuación!
Tenga en cuenta que en el punto de nomenclatura, m_ {0} es la masa en reposo, no la masa relativista total.
