¿Cuánto pesa la luz?

Sep 22 2014
¡Siete onzas por raya! No, eso es mentira. Medir el peso de la luz no es tan sencillo como eso. Entonces, ¿cuál es la explicación más complicada?
¿La luz pesa algo? Bueno, sí y no.

Si hubiera una respuesta simple a cuánto pesa la luz , todos la sabríamos. Probablemente habría algún tipo de rima de la escuela primaria para ayudarnos a recordar la cifra exacta, muy parecida a nuestra cancioncita útil sobre 1492 y el océano azul.

En lugar de eso, nos vemos obligados a leer medias respuestas complicadas que dicen algo como: "Um, pesa un poco, pero no como pesan las cosas normales". Que es un jingle terrible para cantar en el patio de recreo.

Tratemos de aclarar el lío y comencemos por hacer una pregunta completamente diferente: ¿Los fotones tienen masa ?

Los fotones son la medida más pequeña de luz, y no, no tienen masa. Así que eso es fácil, ¿verdad? La luz está compuesta de fotones, que no tienen masa, por lo tanto, la luz no tiene masa y no puede pesar nada.

No tan rapido. Porque los fotones tienen energía y, como nos enseñó Einstein , la energía es igual a la masa de un cuerpo, multiplicada por la velocidad de la luz al cuadrado. ¿Cómo pueden los fotones tener energía si no tienen masa? (Uno imagina a Einstein pensando en fotones re: masa y encogiéndose de hombros, esperando que nadie notara la discrepancia).

En realidad, lo que Einstein estaba demostrando es que la energía y la masa podrían ser lo mismo: toda energía tiene alguna forma de masa. La luz puede no tener masa en reposo (o invariable), el peso que describe el peso de un objeto. Pero debido a la teoría de Einstein (y al hecho de que la luz se comporta como si tuviera masa, en el sentido de que está sujeta a la gravedad), podemos decir que la masa y la energía existen juntas. En ese caso, lo llamaríamos masa relativista : masa cuando un objeto está en movimiento, en lugar de en reposo [fuente: Gibbs ].

Así que nuestra respuesta es una caja de sorpresas de síes y noes. ¿Tiene la luz una masa que se pueda pesar en la báscula de baño? Ciertamente no. Pero es una fuente de campos gravitatorios, por lo que podríamos decir que una caja de luz pesa más que una caja sin luz, siempre que se sienta cómodo entendiendo que el "peso" que está midiendo es una forma de energía y no, digamos, libras o kilogramos [fuente: Ask the Van ].

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Nota del autor: ¿Cuánto pesa la luz?

Comprender la relación entre la luz y la masa y los fotones y la energía es abrumador. Es suficiente para hacer que uno desee que Einstein pudiera guiarnos pacientemente a través de él mismo.

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Fuentes

  • Pregúntale a la furgoneta. "¿Cómo es que la luz tiene impulso sin masa?" Universidad de Illinois en el Departamento de Física de Urban-Champaign. 2014. (25 de junio de 2014) http://van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=1424
  • Pregúntale a la furgoneta. "Peso de la luz". Departamento de Física de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign. 2014. (25 de junio de 2014) http://van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=1395
  • Pregúntale a la furgoneta. "Fotones, masa, gravedad, luz, masa en reposo, masa invariante, energía, impulso". Universidad de Illinois en el Departamento de Física de Urban-Champaign. 2014. (25 de junio de 2014) http://van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=16351
  • Gibbs, Philip, Carr, Jim y Koks, Don. et al. "¿Qué es la masa relativista?" Preguntas frecuentes sobre física y relatividad. 2012. (25 de junio de 2014) http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/SR/mass.html
  • Gibbs, Felipe. "¿La luz tiene masa?" Preguntas frecuentes sobre física y relatividad. 1997. (25 de junio de 2014) http://www.desy.de/user/projects/Physics/Relativity/SR/light_mass.html
  • Newton. "La luz del sol y el peso". Laboratorio Nacional de Argonne. Junio ​​de 2012. (25 de junio de 2014) http://www.newton.dep.anl.gov/askasci/phy00/phy00644.htm
  • Línea científica de la UCSB. "Me preguntaba si la luz..." Universidad de California Santa Bárbara. (25 de junio de 2014) http://scienceline.ucsb.edu/getkey.php?key=2976
  • Whitlock, Laura. "Pregúntale a un astrofísico". NASA. (25 de junio de 2014) http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/ask_astro/answers/961102.html