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Superciencia. Número 115

El curso de la historia de la humanidad ha sido dirigido una y otra vez por una ecuación. Las ecuaciones tienen poderes escondidos. Revelan los secretos más íntimos de la naturaleza.
Ian Stewart

Las ecuaciones tienen fama de ser espantosas y difíciles de comprender a pesar de ser el alma de las matemáticas, la ciencia y la tecnología.

Cuando Stephen Hawking publica en 1988 su libro: Historia del Tiempo, que rápidamente se convertiría en un éxito editorial manteniéndose en la lista de best sellers del Sunday Times de Londres durante 237 semanas, sus editores le advirtieron que por cada ecuación que se incluyera en el texto se reducirían las ventas a la mitad. El libro salió de la imprenta conteniendo una sola ecuación  . No obstante se vendieron 10 millones de copias, algo nunca logrado en ese tiempo por un texto de ciencias. Ni la Biblia, ni Shakespeare alcanzaron las ventas de Historia del Tiempo a fines del siglo XX.

Las ecuaciones expresan propiedades del universo de una forma elegante, dan forma a patrones del mundo exterior y, aunque la mayoría de la gente prefiere las palabras a los símbolos, las matemáticas establecen patrones que penetran en el conocimiento de la realidad en una forma profunda, sin ambigüedades ni falsas concepciones. Es por ello que las ecuaciones han sido el soporte racional para el conocimiento de la esencia del mundo y de la vida.

La ecuación que incluyó Hawking y que sirve de título a este artículo establece la relación de igualdad entre la masa y la energía, dos conceptos que habían permanecido separados hasta antes del siglo XX. Esta igualdad la estableció Alberto Einstein en la Teoría Especial de la Relatividad en 1905 y es un bello ejemplo de la importancia del razonamiento matemático en la comprensión del mundo natural.

Un ejemplo de la equivalencia entre la masa y la energía se comprobó, como todo lo que estableció matemáticamente Einstein, en las reacciones de fusión. La energía que se produce en una reacción nuclear de fusión proviene de la transformación de la masa en energía de dos isótopos del hidrógeno: el deuterio y el tritio, estos isótopos reaccionan produciendo un núcleo de helio y un neutrón más una cantidad de energía.

Si sumamos las masas de los átomos de deuterio () y del tritio (), esta debería ser igual a la masa del helio ( ) y el neutrón () que se formaron; sin embargo, la masa de los productos es menor. ¡La masa faltante se convirtió en energía! de acuerdo a nuestra ecuación !

 

Bibliografía

Giancoli, D. (2009). FISICA para Ciencias e Ingeniería. México: Editorial Pearson 

Stewart, I., (2015). 17 ecuaciones que cambiaron el mundo. México: Ediciones Culturales Paidós.