*Este texto foi escrito por um colunista do TecMundo; saiba mais no final.
Muito provavelmente você já viu a equação E = mc2 em algum lugar (filmes, séries, camisetas, entre outros). Mas você sabe o que ela realmente significa? Tal equação, que é aparentemente simples do ponto de vista matemático, não é ensinada nas escolas, o que é algo perfeitamente natural ao pensarmos que, para o entendimento da “Física do dia a dia”, tal equação, apesar de famosa, não se faz tão necessária assim.
Mas, primeiramente, de onde vem toda essa “fama”? O motivo mais provável é bastante macabro. A equação apareceu no relatório do projeto Manhattan enviado ao governo americano pelo cientista Henry DeWolf Smyth, em 1945. O texto relatava os esforços de produção da bomba atômica que foi responsável pela morte de centenas de milhares de japoneses naquele mesmo ano. E a equação de Einstein é fundamental para entender o funcionamento dessa bomba e, além disso, de todo o nosso universo.
A cidade japonesa de Hiroshima após a queda da bom atômica lançada pelos Estados Unidos em 1945Fonte: Getty Images
A equação representa a equivalência existente entre a energia “E” com a massa “m” através de uma constante “c”. Sua aparência simples esconde um significado físico profundo. Para entendermos, precisamos pensar que, por centenas de anos, cientistas acreditavam que uma lei natural seria praticamente imutável: “a massa de um sistema deveria ser sempre conservada”.
Por exemplo, em uma reação química, a soma da massa de todos os átomos e partículas antes da reação deveria ser igual à soma das massas depois da reação. Como quase sempre na Ciência, a verdade científica de uma época é algo obviamente errado em uma época posterior. Essa “lei imutável” em questão não é sempre respeitada na natureza. No estudo das partículas subatômicas, temos diversos casos em que a massa não é conservada.
Dentre eles, temos o caso do decaimento radioativo que acontece em uma fissão nuclear. Nesse fenômeno, o núcleo de um átomo é literalmente fissurado e pode emitir diversas partículas muito pequenas, o que faz com que sua massa final seja menor do que sua massa inicial (não ocorre a conservação de massa). A diferença entre as massas, apesar de pequena, faz com que exista a necessidade de se balancear o sistema. Einstein fez isso dizendo que a massa perdida foi convertida em energia!
Ao avaliarmos a equação, podemos entender e calcular quanta energia foi liberada nesse processo. Na conversão de massa em energia, ela é multiplicada por uma constante (c) elevada ao quadrado. Tal constante é a velocidade da luz no vácuo, que é igual a 300 mil quilômetros por segundo. Quando elevamos esse número ao quadrado e multiplicamos pela tal massa, é fácil imaginar que, mesmo que a massa seja muito pequena, sua conversão representa uma quantidade tremenda de energia. Para efeito comparativo, na conversão de um único quilograma, é liberada uma quantidade de energia equivalente a, aproximadamente, 35 milhões de toneladas de dinamite.
Daí, é explicado o efeito destrutivo da bomba atômica. Uma pequena quantidade de massa perdida pelo núcleo dos átomos de Urânio em uma reação química que já ocorre naturalmente, pode ser convertida em energia suficiente para destruir cidades e até nosso planeta inteiro.
Entretanto, apesar de esse conhecimento científico possuir um uso que foi extremamente prejudicial para a humanidade na forma de uma tecnologia específica (bomba), o mesmo conhecimento pode ser utilizado para o entendimento de diversas outras coisas. A equação de Einstein nos permite entender que sob certas condições, não só a massa pode ser convertida em energia, como também energia pode ser convertida em massa. Essas duas grandezas são duas formas diferentes de entender a mesma coisa. Ou seja, a massa de um corpo é uma forma concentrada de toda a energia armazenada no corpo.
Tal entendimento nos permite calcular, prever e explicar as partículas que formam nosso universo, o que acontece dentro das estrelas para que elas emitam a luz que torna nossa vida possível entre outras coisas diversas. O conhecimento é complexo assim como o uso que nós, seres humanos, fazemos dele. Ao pensarmos que a massa que cada um de nós carrega é uma, também, uma forma de energia do universo, entendemos a frase do físico e divulgador científico americano, Carl Sagan: “nós somos a maneira do universo entender a si mesmo”.
Rodolfo Lima Barros Souza, professor de Física e colunista do TecMundo. É licenciado em Física e mestre em Ensino de Ciências e Matemática pela Unicamp na área de Percepção Pública da Ciência. Está presente nas redes sociais como @rodolfo.sou
