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Biografia de la fisica

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de rechazar la noción del éter cósmico y volver el espacio inter-
estelar a su anterior estado de vacío, Einstein tenía que hacer algo para 
mantener la realidad física de las ondas luminosas y los campos electro-
magnéticos en general. Si no hay éter ¿qué es lo que rodea las cargas eléctri-
cas y los imanes y lo que se propaga a través de un vacío trayéndonos la 
luz del Sol y las estrellas? Esto sólo puede hacerse considerando el campo 
electromagnético como alguna clase de medio material, aunque absolutamen-
te diferente de los medios materiales ordinarios que nos son familiares. En 
física, el adjetivo "material" es equivalente a "ponderable", es decir, que 
posee alguna masa o peso. Así, pues, las cargas eléctricas y los imanes deben 
estar rodeados por alguna sustancia ponderable aunque puede ser muy ligera, 
que es relativamente densa en su vecindad y se reduce a cero a la distancia 
en que las fuerzas eléctricas y magnéticas desaparecen. Análogamente, los 
rayos de luz deben ser considerados como corrientes vibrátiles de este mate-
rial emitidas por los cuerpos luminosos (como los chorros de agua expelidos 
por las mangas de riego) propagándose a través de un espacio completa-
mente vacío. Mientras que antes se suponía que el éter cósmico estaba 
distribuido uniformemente a través del espacio, mientras los campos eléc-
tricos y magnéticos sólo se consideraban como una cierta deformación 
en él, la nueva materia "etérea" se supone que existe únicamente en los 
lugares donde las fuerzas eléctricas y magnéticas están presentes y no es 
tanto un transportador de estas fuerzas como estas fuerzas mismas materiali-
zadas. Las propiedades físicas de esta materia no pueden describirse por los 
antiguos términos, tales como rigidez, elasticidad, etc., únicamente aplicables 
a los cuerpos materiales compuestos de átomos y moléculas, sino por las ecua-
ciones de Maxwell, que describen las interacciones electromagnéticas en 
todos sus detalles. Este nuevo punto de vista exige algún tiempo y esfuerzo 
para ser asimilado, pero liberta a la mente del viejo punto de vista "matero-
mórfico" (como en antropomórfico) acerca de la luz. 
Pero, ¿cuáles son las razones para atribuir una masa ponderable a esta 
nueva sustancia "etérea" y cuánta masa se le debe atribuir ? La respuesta más 
fácil a esta cuestión es considerar lo que sucede cuando un haz de luz inci-
de sobre un espejo y es reflejado por éste. Desde hace mucho se sabía en 
física que la luz reflejada por un espejo ejerce cierta presión, que aunque no 
es bástente fuerte para presionar sobre un espejo situado frente a una luz, 
logra empujar las moléculas de gas de los cuerpos de los cometas cuando se 
aproximan al Sol. Estas moléculas de gas forman brillantes colas que se 
extienden por el cielo. La existencia de esta presión de la luz fue demostrada 
primeramente en el laboratorio por el físico ruso P. N. Lebedev, y se demos-
tró que numéricamente es igual a dos veces la cantidad de energía reflejada 
dividida por la velocidad de la luz. 
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Una analogía mecánica de la presión ejercida por un haz de luz reflejado 
en un espejo es la presión ejercida por un chorro de agua de una manga de 
hierro sobre un tablero colocado en su camino. Según las leyes de la mecá-
nica clásica, la presión ejercida por un chorro de partículas materiales sobre 
la pared que las refleja es igual a la "cantidad de movimiento" en la termino-
logía newtoniana (véase el capítulo IV). Si m es la masa de agua transporta-
da por el chorro en la unidad de tiempo y v es la velocidad del chorro, el 
cambio de momento es 2mv puesto que cambia de + mv a — viv (en realidad, 
mv — (— mv) = mv + mv = 2 mv). 
Si aplicamos un razonamiento idéntico al rayo de luz reflejado por un 
espejo, tendremos que atribuirle un momento mecánico igual al producto de 
la "masa de la luz" m que cae sobre el espejo en la unidad de tiempo por su 
velocidad c. Así, para la presión de la luz escribimos: 
Pluz = 2mc 
Comparando esta expresión con la relación empírica 
antes citada, llegamos a la conclusión de que : 
m = -M- o E = me1 
<r 
Esta es la famosa "ley de equivalencia masa-energía" de Einstein, que 
da a la energía radiante "imponderable" de la física clásica una igualdad con 
la materia ponderable ordinaria. Como í2 es un número muy grande 
9 X 1020 , la masa de cantidades apreciables de energía radiante es muy 
pequeña si se expresa en las unidades usuales. Así, un destello con una bom-
billa de 10 vatios emitiendo 6 X 10 9 ergios de luz por minuto resulta más 
6 X 109 ligera e n 9 x Q^2O — 7 X 10~12 gramos. Por otra parte, el Sol pierde 
4 X 1011 toneladas por día al esparcir su radiación en el espacio circundante. 
La relación entre masa y energía debe ser, por supuesto, generalizada 
para todos los demás géneros de energía. Los campos que rodean los imanes 
y los conductores cargados eléctricamente, resultan ser una realidad física 
ponderable, aunque la masa del campo que rodea a una esfera de cobre de 1 
metro de diámetro y cargada con el potencial de 1 kv pesa 2 X 10~22 gramos 
mientras el campo de una magneto corriente de laboratorio inclinará el pla-
tillo por 10~15 gramos solamente. 
La energía térmica debe poseer también masa ponderable y 1 litro de 
agua a 100 grados pesa 10~20 gramos más que la misma cantidad de agua 
fría, mientras que la energía total desprendida por una bomba atómica de 
20 kilotones pesa aproximadamente un gramo. 
Debemos decir algunas palabras relativas a la afirmación que infesta 
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los artículos de los periódicos y de las revistas populares diciendo que la 
relación masa-energía de Einstein ha servido de base para la invención de la 
bomba atómica. Es absolutamente inexacto y con el mismo derecho se puede 
decir que esa relación sirve de base para el descubrimiento de la nitroglice-
rina por Nobel o la invención de la máquina de vapor por Watt. En todos 
los casos, cuando se realiza una transformación física o química, con libe-
ración de cierta cantidad de energía, la masa de los productos es menor que 
la masa de los ingredientes primitivos por la masa de la energía liberada. 
Así, los gases que resultan de la explosión de la nitroglicerina pesan menos 
que la cantidad originaria de explosivo; el vapor desprendido por una má-
quina de vapor pesa menos que el agua caliente de la caldera; y el peso de los 
gases liberados y las cenizas en la combustión de la madera pesa menos que 
el primitivo leño. Pero, en todos estos casos, el peso de la energía liberada 
es tan pequeño con relación al peso del material primitivo que no puede ser 
medido aunque se empleen las balanzas más precisas. Ningún físico puede 
darse cuenta de la diferencia de peso entre un vaso de agua fría y otro de 
agua caliente y ningún químico ha detectado todavía la diferencia entre el 
peso del agua y el peso de los gases de hidrógeno y oxígeno que la constitu-
yen. 
En el caso de las reacciones nucleares, las cantidades de energía produ-
cida son mucho mayores, y aunque sería imposible recoger todos los pro-
ductos de la fisión de una bomba y probar que pesan exactamente un gra-
mo menos que la masa original de plutonio, se puede determinar, mediante 
delicados métodos de experimentación nuclear los valores exactos de la masa 
de los átomos individuales y la diferencia entre las masas combinadas que 
entran en la reacción nuclear y la producen. Pero todo ello es justamente 
la diferencia en precisión. Así, el papel de Einstein en el desarrollo de la 
bomba atómica no fue la formulación de la ley de E = WÉ2, sino una carta al 
presidente Roosevelt la cual, con el peso de la autoridad de Einstein, puso 
en marcha el proyecto Manhattan. 
Un cuerpo material que se mueve con cierta velocidad lleva consigo 
la energía cinética de movimiento, y la masa adicional de esta energía explica 
el aumento relativista de masa. La ley de equivalencia