A relação entre matéria e energia se dá, segundo a teoria da relatividade, pela velocidade da luz. Albert Einstein foi o pioneiro em propor essa hipótese em 1905. A teoria relativística de Einstein relaciona matéria e energia por meio da seguinte equação: E = M x C 2; onde E: Energia, M: Massa e C: velocidade da luz, esta última tem um valor estimado de 300.000.000 m / s.
De acordo com a fórmula de Einstein, a energia equivalente (E) pode ser calculada multiplicando a massa (m) de um corpo pela velocidade da luz ao quadrado. Por sua vez, a velocidade da luz ao quadrado é igual a 9 x 10 16 m / s, o que implica que a relação entre massa e energia é proporcional a um fator de multiplicação extremamente alto.
A variação na massa de um corpo é diretamente proporcional à energia que emana do processo de conversão e inversamente proporcional ao quadrado da velocidade da luz.
Como a velocidade da luz é dada por vários dígitos, a fórmula de Einstein afirma que, embora seja um objeto com uma pequena massa em repouso, ele tem uma quantidade significativa de energia sob seu cinto.
Essa transformação ocorre em uma proporção muito desequilibrada: para 1 kg de matéria que se transforma em outro estado, obtêm-se 9 x 10 16 Joules de energia. Este é o princípio de funcionamento das usinas nucleares e das bombas atômicas.
Esse tipo de transformação possibilita que ocorra um processo de conversão de energia em um sistema no qual parte da energia intrínseca do corpo muda na forma de energia térmica ou luz radiante. Esse processo, por sua vez, também envolve uma perda de massa.
Por exemplo, durante a fissão nuclear, em que o núcleo de um elemento pesado (como o urânio) é dividido em dois fragmentos de menor massa total, a diferença de massa é liberada para o exterior na forma de energia.
A alteração da massa é importante no nível atômico, isso mostra que a matéria não é uma qualidade inalterável do corpo e que, portanto, a matéria "pode desaparecer" quando liberada para o exterior na forma de energia.
De acordo com esses princípios físicos, a massa aumenta em função da velocidade com que uma partícula se move. Daí o conceito de massa relativística.
Se um elemento está em movimento, é gerada uma diferença entre o valor de energia inicial (energia em repouso) e o valor de energia que possui enquanto o corpo está em movimento.
Da mesma forma, dada a teoria relativística de Einstein, uma variação também é gerada na massa do corpo: a massa do corpo em movimento é maior que a massa do corpo em repouso.
A massa do corpo em repouso também é chamada de massa intrínseca ou invariante, uma vez que não altera seu valor, nem mesmo em condições extremas.
Matéria é a substância material que constitui a totalidade do universo observável e, junto com a energia, ambos os elementos constituem a base de todos os fenômenos físicos.
A relação entre matéria e energia, expressa na teoria da relatividade de Einstein, lança as bases da física moderna no início do século XX.
Referências
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- Wikipedia, The Free Encyclopedia (2017). Equivalência entre massa e energia. Recuperado de: es.wikipedia.org.