El término ' masa relativista ' se reemplaza y muchas respuestas en este sitio a menudo afirman que el término masa debe usarse solo para la masa en reposo (/ invariante) .
John Rennie explica que:
... pero debe tener claro que la masa relativista es un dispositivo computacional y no significa que la masa esté cambiando. No le pasa nada al oro. Si estoy sentado junto al oro mientras aceleras en tu nave espacial, no veré que le pase nada.
Pero agrega que:
el punto clave. Cuando calentamos el oro, todos los observadores, sin importar su velocidad, estarán de acuerdo en que el oro ha cambiado porque todos lo vemos absorbiendo la luz de la lámpara IR.
Entonces, se pretende que la masa del oro haya cambiado, ¿es así? Si ese es el caso, además de la masa en reposo hay algo más, pero John Rennie no especifica cómo ha cambiado el oro y si se nos permite llamar masa a la entidad aumentada , en cuyo caso, ¿tal vez la masa térmica sea el término correcto? Si es masa, ¿en qué se diferencia de la masa de un electrón?
¿Sabes si hay alguna teoría que explique lo que realmente está pasando? ¿Cómo cambia el oro y cómo aumenta la 'masa'?
Supongamos que consideramos un solo átomo de oro. tiene algo de masa , y hay una energía asociada dada por la famosa ecuación de Einstein:
Pero el átomo de oro puede absorber energía y transformarse en un estado excitado. Puede hacer esto porque tiene una estructura interna, es decir, electrones que rodean un núcleo, y puede absorber energía reorganizando sus electrones. Pero supongamos que absorbe algo de energía extra entonces su energía total ha aumentado, y la ecuación (1) nos dice que la masa también debe aumentar:
dónde es la masa (aumentada) del estado excitado.
Y esto significa que la masa del átomo de oro no es una constante. Para especificar la masa también tenemos que decir si el átomo de oro está en estado excitado o no. En la práctica, cuando hablamos de la masa de un átomo de oro, nos referimos a la masa de un átomo de oro en su estado fundamental ( kg según Wikipedia ).
Si en lugar de un átomo de oro consideramos una partícula elemental como un electrón, entonces no tiene estructura interna, por lo que no puede absorber energía como lo hace un átomo. Eso significa que la energía de un electrón estacionario tiene un valor constante y no puede cambiar como lo hace la energía de un átomo. Entonces la masa del electrón:
es una constante universal. Esto es lo que llamamos masa en reposo o masa invariante del electrón.
Estrictamente hablando, no podemos hablar sobre la masa en reposo de un átomo de oro, o cualquier otra cosa que no sea una partícula elemental, sin dar información adicional, por ejemplo, la masa en reposo del átomo de oro en su estado fundamental . En la práctica, somos perezosos y usamos el término masa en reposo para sistemas compuestos y simplemente asumimos que todos saben que nos referimos al estado fundamental .
No hay un término específico para la masa de un sistema compuesto en un estado excitado, solo usamos el término masa .
Para los principiantes en relatividad, parece extraño que la masa pueda cambiar, pero esta es una de las cosas de la relatividad a las que solo tienes que acostumbrarte. La ecuación masa-energía de Einstein no es solo un juguete matemático y la masa restante de los sistemas relativistas puede depender y depende de su energía.
Juan Rennie
Juan Rennie
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